p. eksperimen tugas 1
TRANSCRIPT
MAKALAH
PERANCANGAN EKSPERIMEN
Diajukan Oleh :
Mokhamad Sarifudin (07.02.5321)
Yayan Subayo (07.02.5336)
JURUSAN TEKNIK INDUSTRIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA
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
A. 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
B. 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.
a. 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
2) 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
b. 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
c. 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
C. 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
D. PengacakanFungsi 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
E. Kontrol LokalKontrol 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.
F. 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
a. Jenis kelamin
b. Car mengajar
c. Lama mengajar
d. 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
G. 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
a. 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
b. 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
c. Desain program pengujian
1. Adakan diskusi dengan semua pihak yang bersangkutan
a. Jelaskan persoalan atau kaidah yang akan dibuktikan
b. Ambil kesempatan mengenai perbedaan - perbedan yang terjadi
c. Gariskan hasil-hasil alteratif yang mungkin timbul
d. Pilih atau tentuak faktor- faktor yangpelu dipelajari
e. Tentuaskn daerah gerak faktor – faktor dan juga taraf faktor yang
akan diuji
f. Tentuak pengukuran akhir yang akan dibuat
g. Pertimbangkan pengaruh varibilitas sampling dan presisi metode
pengujian
h. Pertimbangkan baik- bak adanya interaksi antara faktor –faktor
i. Tetuakan batas waktu,biaya ,bahan, tenaga,peralatan, dan fasilitas
–fasilitas lain secara kondisi- kondisi yang mungkin terjadi
j. Pehatikan masalah –masalah yang baik masalah kemanusiaan yang
terlibat
2. Buat desain dalam betuk pendahuluan
a. Siapkan daftar kegaiatan yang sistematik dan bersifat inklusif
b. lakuakan pekerjaan selangkah demi selangakah,jika pertlu
sesuaikan deangan daftar kegiatan
c. Hilangkan efek variabel – variabel yangsedangtidak dipelajari
degan jalan melakuakan kontrol ,penyeinbangan atau pengacakan
d. Minimalkan rangakaian bayank eksperimen
e. Tentuakn metode analisis statistika yang diperluakan
f. Lakukan pengumpulan data secara teretur
3. Bahas desain dengan semua pihak yang bersangkuatan
a. Lakukan peyesuaian terhadap program disertai komentar –
komentar
b. 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,.