PERANCANGAN EKSPERIMEN

MAKALAH

PERANCANGAN EKSPERIMEN

 

 

 

    

 

Diajukan Oleh :

    Mokhamad Sarifudin (07.02.5321)

    Yayan Subayo (07.02.5336)

 

 

 

 

 

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2010

 

 

PEDAHULUAN

Pada tahun 1930 aplikasi industri untuk perancangan eksperimental yang pertama, pada industri tekstil dan wool Inggris. Setelah PD II, perancangan eksperimental mulai diterapkan pada industri kimia dan proses di Amerika dan Eropa Barat. Penggunaan metoda statistik dalam perancangan eksperimen pertama kali ditemukan oleh Sir Ronald A. Fisher.

Eksperimen merupakan suatu tindakan atau pengamatan khusus yang dilakukan untuk menguji atau menguatkan pendapat yang diduga kebenarannya untuk menemukan beberapa pengaruh ( prinsip ) yang belum diketahui. Pengertian Desain Eksperimen adalah suatu prosedur (langkah-langkah lengkap) yang perlu diambil sebelum eskperimen dilakukan agar supaya data yang semestinya diperlukan dapat diperoleh, sehingga analisis dan kesimpulan secara obyektif dapat dilakukan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TINJAUAN PUSTAKA

Perancangan eksperimen/ percobaan pada umumnya dilakukan untuk menemukan sesuatu. Oleh karena itu secara teoritis, percobaan diartikan sebagai tes (Montgomery, 1991) atau penyelidikan terencana untuk mendapatkan fakta baru (Steel dan Torrie, 1995). Dan rancangan percobaan dapat diartikan sebagai tes atau serangkaian tes dimana perubahan yang berarti dilakukan pada variabel dari suatu proses atau sistem sehingga kita dapat mengamati dan mengidentifikasi alasan-alasan perubahan pada respon output (Montgomery, 1991). Sedangkan menurut Milliken dan Johnson (1992) rancangan percobaan merupakan hal yang sangat berhubungan dengan perencanaan penelitian untuk mendapatkan informasi maksimum dari bahan-bahan yang tersedia. Dan dapat juga diartikan sebagai seperangkat aturan/cara/prosedur untuk menerapkan perlakuan kepada satuan percobaan (Steel dan Torrie, 1995).

Dari berbagai definisi di atas jelas bahwa tujuan percobaan adalah serupa yaitu menjawab satu atau lebih pertanyaan untuk mendapatkan informasi maksimum dengan cara: (1) Menentukan variabel mana yang paling berpengaruh terhadap tanggapan (respon), y; (2) Menentukan bagaimana menset pengaruh X's sehingga y mendekati nilai nominal yang didinginkan; (3) Menentukan bagaimana men set pengaruh X's sehingga ragam y kecil. (4) Menentukan bagaimana men set X's sehingga pengaruh variabel tak terkontrol z1, z2,…zq sekecil mungkin.

Dalam merancang suatu penelitian, peneliti sering melakukan kontrol terhadap pengaruh-pengaruh tertentu seperti perlakuan, populasi, atau kombinasi perlakuan. Oleh karena itu, sebelum penelitian berlangsung timbul beberapa pertanyaan yang harus dijawab: (1) Berapa banyak perlakuan yang harus diterapkan; (2) Berapa kali setiap perlakuan harus diamati; (3) Apa saja satuan percobaannya; (4) Bagaimana menerapkan perlakuan ke satuan percobaan dan mengamati responnya; (5) Dapatkah hasil rancangan tadi dianalisis dan dibandingkan?

Untuk dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan ini tidak harus secara langsung dan tidak dapat dijawab secara umum. Di sinilah rancangan percobaan digunakan sehingga dapat memainkan peranan penting dalam proses pengembangan dan proses mencari dan memecahkan kesulitan guna meningkatkan penelitian.

HASIL REVIEW

1. Tujuan Desain Eksprimen
   

    Desain suatu eksperimen bertujuan untuk memperoleh atau mengumpulkan informasi sebanyak – banyaknya yang diperlukan dan berguna dalam melaksanakan penelitian persoalan yang akan dibahas.Meskipun ,demikian dalam usaha dalam rangka mendapatkan semua informasi yang berguna itu ,hedaknya desain dibuat sesederhana mungkin.penelitian hendaknya dilakukan seefisien mungkin mengigat waktu ,biaya dan bahan yang akan digunakan .hal ini juga penting mengigat kenyataan bahwa desain yang sederhana kan mudah dilaksanakan dan data yang diperoleh berdasarkan desain yang demikiankan cepat dianalisis disamping juga bersifas ekonomis.Jadi jelas hendaknyabahwa desain eksperimen berusaha mencari informsi semaxsimum dengan biaya yang ninium

1. Prinsip Dasar Dalam Desain Eksperimen
   

    Untuk memahami desain eksperimen yang akan diurankan selanjutnya dalam tugas ini,maka perluhah dimengerti prinsip-prinsip dasar yang lazim digunakan dan dikenal.Prinsip-prinsip tersebut ialah yang bisa dinmakan replikasi, pengacakan dan kontror lokal.

    Sebelum memberikan penjelasan ketiga prisip dasar tersebut, terlebih dahulu akan dijelaskan pengertian tetang perlakuan ,kekelirunan esperrimen dan unit eksperimen.

1. Pelakuan
   

   Untuk kita disini dengan perlakuan diartiakan sekumpulan kondisi eksperimen yang akan digunakan terhadapn unit ekperimen dalam ruang lingkup desain yang dipilih. Pelakuan ini bisa berbentuk tunggal atau terjadi dalam bentuk kombinasi.
   

   Ketika melakukan percobaan dalam efek sejenis makanan terhadap sapi misalnya ,maka perlakuam bisa berbentuk : a)jenis sapi, b)jenis kelamin sapi, c)umur sapi ,atau d)makan yang diberikan .tiap perlakuan diatas merupakan perlakuan tunggal yang mungkin akan berefek sendiri – sendiri terhadap variabel respon (berat badan misalnya) .efek perlakuan fariabel –fariabel terhadap varibel respon mungkin akan terjadi.dalam bentuk gabuangan atau bentuk kombinasi beberapa perlakuan tunggal yangterjadi secara bersamaan .Dalam hal ini kita peroleh kombinasi perlakuan. Efek perlakuan dari jenis kelamin sapi dan ukuran makanan yang diberikan terhadap berat badan ,misalnya merupakan perlakuan yang mungkin terjadi
   

   Contoh:
   

   Seorang peneliti agronomi melakukan percobaan pada tanaman jagung varietas Arjuna. Jarak tanam diatur berbeda-beda yaitu 20 x 30 cm2, 30 x 30 cm2 dan 30 x 40 cm2; jenis pupuk yang diberikan selama penelitian adalah pupuk campuran NPK dengan dosis 100 kg/ha, 200 kg/ha, 300 kg/ha dan 400 kg/ha. Untuk semua unit percobaan dilakukan penyiangan sebanyak 2 kali yaitu pada umur 3 minggu setelah tanam (mst) dan 5 mst.
   

   Perlakuan : kombinasi jarak tanam dan dosis pemupukan NPK
   

• Faktor : jarak tanam dan dosis
  
• Taraf :
  
  • 20 x 30 cm 2 , 30 x 30 cm 2 dan 30 x 40 cm2
    
  • 100 kg/ha, 200 kg/ha, 300 kg/ha dan 400 kg/ha
    
• Unit Percobaan : kumpulan tanaman dalam petak lahan dengan ukuran tertentu
  
  • Unit Amatan :
    
    • Tujuan : Produksi → Sama dengan unit percobaan
      
    • Tujuan : Tinggi tanaman → satu tanaman jagung didalam unit percobaan
      

1. Perancangan Faktor-tunggal
   

* Tepat digunakan jika yang ingin dipelajari adalah hubungan faktor input tunggal dan faktor output dalam percobaa

Misalnya, lamanya pencampuran vs. ratanya hasil pengecatan

1. Perancangan Faktor-rangkap
   

* Rancangan yang sederhana memberikan keterbatasan pemahaman terhadap data rancangan seperti ini tidak dapat mendeteksi pengaruh interaksi diantara faktor-faktor input

Satu-faktor-pada satu-waktu

1. Unit eksprerimen
   

Dengan ini dimaksudkan unit yang dikenel pelakuan tunggal (mungkin merupakan beberapa faktor) dalam sebuah replikasi eksperimen dasar .dalam contoh diatas misalnya ,seekor sapi merupakan unit ekperimen dalam melakukan percobaan meneliti efek makan tehadap sapi

1. Keliruan eksperimen
   

   Kekeliruan eksperimen menyatakan kegagalan dari dua unit eksperimen identik yang dikenal pelakuan untuk memberikanhasil yang sama. Ini bisa terjadi karena ,misalnya kekeliruan waktu menjalankan eksperimen,kekeliruan pengamatan ,variasi bakhan eksperimen variasai unit eksperimen dan pengaruh gabungan semua faktor tambahan yang mempengaruhi karasteristik yang sedang dipelajari
   

   Tentu saja kekeliruan eksperimen ini hendaknya diusahakan supaya terjadi sekecil- kecilnya.carayang lazim ditempuh untuk menguranginya antara lain dengan jalan menggunakan bahan eksperimen yang homogen ,mengunakan informasi yang sebaik – baiknya tentang variabel yang telah ditentukan dengan tepat ,melakulkan eksperimen seteliti telitinya dan mengunakandesaineksperimen yang lebih efisien
   

   Marihlah ketiga tinjau prisip dasar yang telah disebutkan ialah replikasi, pengacakan, dan lokal kontrol
   

1. Replikasi
   

Bila suatu perlakuan muncul lebih dari saru kali dalam suatu percobaan maka dikatakan percobaan itu mempunyai pengulangan. Dengan demikain pengertian pengulangan dalam kontek ini adalah pengulangan dari perlakuan dasar.fungsi dari pengulangan adalah

1. Memberikan suatu dugaan dari galat percobaan
   
2. Meningkatklan suatu percobaan melalui pengurangan simpangan baku dari nilai tengah perlakuan
   
3. Memperluas perlakuan penarikan kesimpulan dari sutu percobaan
   
4. Mengendalikan ragam alat (error variance)
   
5. Menghasilkan tafsiran yang lebih akurat untuk kekeliruan eksperimen
   
6. Memungkinkan kita memperoleh taf siran yang lebih baik mengenai efek rata –rata suatu factor
   

   
    

1. Pengacakan
   

Fungsi dari pengacakam adalah menjamin kesahihan (validity) atau pendugaan tak bias dari glat percobaan dan nilai tengah perlakuan serta perbedaan diantara mereka

Pengacakan merupakan salah satu dari beberapa ciri modern perancangan percobaan yang muncul atas gagasan sir ronald a. Fisher

Melaluai pengacakan maka uji-uji statistika menjadi lebih sahih dimana salah satu asumsi dalam analisis data bahwa galat bersifat bebas, dapat dipenuhi. Kadang-kadang konsep pengacakan di perkenalkan sebagai suatu cara untuk (menghilangkan) bias. Dengan demikian konsep pengacakan memainkan peranan penting dalam perancangan percobaan yang sahih

Contoh:

    Seorang analisis akan menentukan persentase adanya zat gula didalam macam-macam kentang. Untuk ini ia mengambil sebuah sampel dari setiap macam kentang dan lalu ditentukan adanya zat tersebut dengan menggunakan metode A. kemudian ia melakukan penemuan itu dengan metode B urutan penggunaan metode A dan lalu metrode B dalam penentuan zat tersebut dilakukan beberapa kali terhadap sampel yang berbeda-beda .dalam hal ini ,setiap perbandingan yang dilakukan antara metode A dan metode B akan bias kearah B karena bisa terjadi adanya pengaruh A terhadap B dalam penggunaannya; jadi B telah (belajar) dari pada A. Bias ini akan diperkecil jika dilakukan pengacakan mengenai penggunaan metode terhadap objek sampel. Jadi secara acak di tentukan oleh metode mana yang harus digunakan lebih dahulu terhadap unit eksperimen dan tidak secara berurutan A lalau B. Pengacakan dalam hal ini misalnya dapat dilakukan melalui pengundian dengan sebuah mata uang

 

1. Kontrol Lokal
   

Kontrol lokal merupakan sebagaian dari pada keseluruhan prinsip desain yang harus dilaksanakan. Biasanya merupakan langkah-langkah atau usaha-usaha berbentuk penbyimpangan , pemblokkan dan pengelompokkan unit-unit eksperimen yang digunakan dalam desain jika replikasi dan pengacakan pada dasarnya akan memungkinkan berlakunya uji keberartian, maka kontrol lokal menyebabkan desain lebih efisien yaitu menghasilkan perosedur pengujian dengan kuasa yang lebih tinggi.

Kontrol lokal dapat dikerjakan melalui

1. Perancangan percobaan
   
2. Penggunakaan pengamatan pengiring (concomitant observation) atau perubahan pengiringan ( concomitant variabel)
   
3. Pemiliah ukuran satuan-satuan percobaan
   

Dengan pengelompokkan akan diartikan sebagai penempatan skumpulan unit eksperimen yang homogen kedalam kelompok-kelompok agar suapaya kelompok yang berbeda memungkinkan untuk mendapatkan perlakuan yang bebeda pula.

 

1. Efek dan interaksi
   

Dalam banyak penelitian kita sering terlibat lebih dari satu variabel bebas mermberikan efek ,pengaruh atau akibat dari variabel tak bebas atau variabel respon yang hasilnya ingin diketahui.Bisa juga kita berhadapan dengan variabel responyang nilainya berubah ubah dikarenakan efek variabel bebas dengan nilai berubah-ubah pula .untuk desain fariabel bebas dinamakan faktor dan nilai nilai atau klasifikasi – klasifikasi dari pada sebah faktor dinamakan taraf faktorfaktor- faktor biaanya dinyatakan dalan huruf –huruf kecil a,b,c,d, dan seterusnya ,sedangakan taraf faktor dinyatakan dengan angka 1,2,3 dan seterusnya yang ditulis sebagai faktor yang bersangkutan

Contoh:

Misalkan kita ingin meneliti hasih metode mengajarkan ilmu hitung kepada anak – anak kelas tiga SD.maka hasilnya akan tergantung pada faktor – faktor jenis kemin, cara mengajar, lama mengajar dam waktu pelajaran yang diberikan .

Dalam hal ini diperoleh faktor – faktor

1. Jenis kelamin
   
2. Car mengajar
   
3. Lama mengajar
   
4. Waktu pelajaran diberikan
   

   Selanjutnya kita tahu bahwa ada dua jenis kelamin, ialah laki- laki dan perempuan ,yang akan merupakan taraf dari faktor a.jika 1menyatakan anak laki – laki dan 2 menyataka nak perempuan ,maka untuk taraf faktor a deanagan taraf masing – masing dapat ditulis sebagai (a₁,a₂)
   

   
    

Antara faktor – faktor memberikan efek pada variabel respon,bisa bebas atau independen satu sama lain atau bisa (pada umumnya emang demikian ) interdependen sehinga akan terjadi interaksi diantara faktor- faktor .dalam analisis desain eksperimen ,hal demikian mengakibatkan perluanya untuk menentukan efek utama dari pada faktor –faktor dan pula efek interaksi antara faktor – faktor

 

1. Langkah- langkah menbuat desain eksperimen
   

Meskipun ahli statistik akan melakukan langkah –langkah desain menurut keadaan personal yang dihadapi dan pertimbanganya sendiri-sendiri ,tetapi padadasarnya mengandung hal- hal pokok sebagai mana telah dirumeskan oleh kempthorne (9) sebagai berikut

1. pernyataan mengenai masalah atau persoalan yang akan dibahas

2. perumusan hipotesis

3. penen tuan teknik dan desain eksperimen yang diperlukan

4.pemeriksaan semua hasil yang mungkin dan latar bekang atau alasan alasan agar supaya eksperimen setepat mungkin memberikan informasi yang diperlukan

5.mempertimbangkan semua hasil yang akan ditinjau dari prosedur statistika yang diharapkan berlaku untuk itu dalam rangka menjamin dipenuhinya syarat- syarat prosedur yang diperlukan dalam prosedur tersebut

6. melakukan eksperimen

7. pengunaan teknik statistika terhadap hasil eksperimen

8.mengambil kesimpulan dengan jalan mengunakan atau memperhitungkan derajat kepercayan yang wajar mengenai satuan –satuan yang dnilai

9.penelitian seluruh penelitian ,dibanding dengan penelitian – penelitian yang mengenai masalah yang sama

    Jelas bahwa untuk ini diperlukan informasi dan perumusan langkah – langkah selengkapnya mungkin sehingga akibatnya perlu dilakukan diskusi –diskusi antar a bagian pihak yang bersangkutpaut dengan masalah yang dibahas . suatu usaha untuk mempermuadah kerja perencaan ,bicking (3) telah menyusun langkah –hangkah yang tertera di bawah ini

1. Dapatkan peryataan yang jelas mengenai persoalan
   
   1. Kenali ruamglingkup persoalan termasuk hal –hal yang baru dan penting-penting
      
   2. Berikan garis besar tentang persoalan yang khusus dalam batas –batas persoalan yang berlaku masa itu
      
   3. Definisikan ruang lingkup yang tepat mengenai program pengujian
      
   4. Tentuakn hubungan antara persoalan tertentu dengan seluruh pelitian atau pengembangan progaram
      
2. Kumpulan latar bekang informasi yang tersedia
   
   1. Teliti sumber informasi yang tersedia
      
   2. Sajiakan atau susun data yang tepat atau benar untuk merencanakan program baru
      
3. Desain program pengujian
   
   1. Adakan diskusi dengan semua pihak yang bersangkutan
      
      1. Jelaskan persoalan atau kaidah yang akan dibuktikan
         
      2. Ambil kesempatan mengenai perbedaan - perbedan yang terjadi
         
      3. Gariskan hasil-hasil alteratif yang mungkin timbul
         
      4. Pilih atau tentuak faktor- faktor yangpelu dipelajari
         
      5. Tentuaskn daerah gerak faktor – faktor dan juga taraf faktor yang akan diuji
         
      6. Tentuak pengukuran akhir yang akan dibuat
         
      7. Pertimbangkan pengaruh varibilitas sampling dan presisi metode pengujian
         
      8. Pertimbangkan baik- bak adanya interaksi antara faktor –faktor
         
      9. Tetuakan batas waktu,biaya ,bahan, tenaga,peralatan, dan fasilitas –fasilitas lain secara kondisi- kondisi yang mungkin terjadi
         
      10. Pehatikan masalah –masalah yang baik masalah kemanusiaan yang terlibat
          
   2. Buat desain dalam betuk pendahuluan
      
      1. Siapkan daftar kegaiatan yang sistematik dan bersifat inklusif
         
      2. lakuakan pekerjaan selangkah demi selangakah,jika pertlu sesuaikan deangan daftar kegiatan
         
      3. Hilangkan efek variabel – variabel yangsedangtidak dipelajari degan jalan melakuakan kontrol ,penyeinbangan atau pengacakan
         
      4. Minimalkan rangakaian bayank eksperimen
         
      5. Tentuakn metode analisis statistika yang diperluakan
         
      6. Lakukan pengumpulan data secara teretur
         
   3. Bahas desain dengan semua pihak yang bersangkuatan
      
      1. Lakukan peyesuaian terhadap program disertai komentar –komentar
         
      2. Rumuskanlah langakah – langakah yang harus dilakukan dengan menguanakan istilah – istialah yang benar
         

      Rencanakan dan laksakan pekerjaan eksperimen
      

      1. Kembangkan metode, bahan dan peralatan
         
      2. Gunakan metode atau teknik – teknik yang tepat
         
      3. Periksa rician, lakukan penyesuaian metode jika diperlukan
         
      4. Catat setiap penyesuaiana yang terjadi terhadap desain
         
      5. Ambil langkah yang hati – hati dalam pengambilan data
         
      6. Catat kemajuan mengenai program
         

      Analisis data
      

      1. Sederhanakan data yang telah dicatat ,jika perlu ubah kedalam bentuk bialanagan
         
      2. Guanakan teknik statistika yang seharusnya
         

      Tafsiran hasil – hasil
      

      1. Pertimbangkan semua data yang diamati
         
      2. Batasi kesimpualan – kesimpulan kepada deduksi yang teapat berdasarkan kenyataan –keyataan yang tersedia
         
      3. Uji pertayaan – pertanyaan berdasarkan data yang tersedia dengan mengunakan eksperimen –eksperimen yang independen
         
      4. Ambil kesimpulam berdasarkan pengertian teknik statistika dan juga jelaskan keberartian statistikanya
         
      5. Tujukan implikasi penemuan untuk pemakaian dan kerja lebih lanjut
         
      6. Terangkan setiap pembatasan yang disebabkan oleh metode yang digunakan
         
      7. Nyatakan hasinya metide dalam bentuk peluang yang dapat diperiksa benar atau tidaknya
         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KESIMPULAN

Desain suatu eksperimen bertujuan untuk memperoleh atau mengumpulkan informasi sebanyak – banyaknya yang diperlukan dan berguna dalam melaksanakan penelitian persoalan yang akan dibahas.Meskipun ,demikian dalam usaha dalam rangka mendapatkan semua informasi yang berguna itu ,hedaknya desain dibuat sesederhana mungkin.penelitian hendaknya dilakukan seefisien mungkin mengigat waktu ,biaya dan bahan yang akan digunakan

Langkah –langkah desain menurut keadaan personal yang dihadapi dan pertimbanganya sendiri-sendiri ,tetapi padadasarnya mengandungn (9) hal- hal pokok sebagai mana telah dirumeskan oleh kempthorne.

Adanya rincian langkah – langkah tersebut dimuka sangat terasa fedahnya agar supaya sedikit mungkin akan luwas mengenai hal –hal yang perlu dikerjakan . perlu diingat bahwa desain eksperimen akan memakan waktu dan sering merupan proses yang menjengkelkan . karena bukan saja ketelitian , keahlian dan keuletan yang diperluakn tetapi juga kesabaran dari semua pihak yang bersangkuatan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Sudjana, 1995, Desain Dan Analisis Eksperimen, Tarsito, Edisi IV, Bandung

 

Gaspersz, V, Teknik Analisis Dalam Penelitian Percobaan, Tarsito, Bandung,.