RANCANGAN PERCOBAAN(EXPERIMENTAL DESIGN)

Ke-1

Dr. Ir. Nugraha E. Suyatma, DEADr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr.

PS. SUPERVISOR JAMINAN MUTU PANGANPROGRAM DIPLOMA - IPB

Rancangan formal utk menjalankan

percobaan, yang mencakup pemilihan

respon, faktor, taraf, blok, dan perlakuan

serta penggunaan cara tertentu yaitu

replikasi, pengacakan, dan

pengelompokan

RANCANGAN PERCOBAAN

PRINSIP DASAR

1. Harus ada Pengulangan (replication).

2. Pengacakan (randomization)

3. Pengendalian lingkungan (local control)

Dalam suatu Rancob, data yg dianalisis statistika dikatakan sah atau valid apabila data tersebut diperoleh dari suatu percobaan yang memenuhi tiga prinsip dasar yaitu:

1. Pengulangan (Replication)• Pengalokasian suatu perlakuan tertentu thd bbrp unit

percobaan pada kondisi seragam. • Contoh: Suatu percobaan penggunaan bahan pengental

CMC dengan tiga dosis berbeda: 2%, 5% dan 10% (w/v)

pada pembuatan saus tomat. Masing-masing dosis CMC

tersebut diterapkan pada r unit percobaan.

Perlakuan Dosis CMC (%)

2% (w/v) 5% (w/v)10% (w/v)

U1 U2 U3U1 U2 U3 U1 U2 U3

Pengulangan bertujuan untuk:• Menduga ragam dari galat percobaan,• Meningkatkan ketepatan percobaan: memperkecil

simpangan baku, nilai tengah perlakuan, dan

mengendalikan ragam galat percobaan.

• Banyaknya ulangan tergantung pada (a) derajat

ketepatan yang dikehendaki, (b) homogenitas bahan

percobaan, (c) rancangan percobaan, (d) biaya dan

waktu.

2. Pengacakan (Randomization)• Menjamin setiap perlakuan memperoleh peluang yg

sama utk diberikan pada sembarang unit percobaan.

• Acak tidak sama dengan sembarangan, maka

dilakukan dengan pengundian (pelemparan uang

logam/dadu) atau menggunakan tabel bilangan acak.

• Untuk memastikan bhw akan diperoleh nilai-dugaan

yang sahih atau tak bias bagi nilaitengah perlakuan,

beda antar nilaitengah, dan galat percobaan.

• Tanpa pengacakan (perlakuan diberikan pada unit

percobaan dengan pola tertentu) mempunyai resiko

galat percobaan terlalu besar atau kecil.

3. Pengendalian Lingkungan (Local Control)• Usaha mengendalikan keragaman akibat heterogenitas

kondisi lingkungan.

• Dilakukan dg pengelompokan (blocking) satu/banyak

arah. Pengelompokan yang baik adalah jika keragaman

dalam kelompok lebih kecil dari keragaman antar

kelompok.

• Kelompok dibuat berdasarkan kondisi atau karakteristik

obyek percobaan dg syarat kelompok tidak berinteraksi

dg perlakuan.

1. Perlakuan (Treatment)

• Suatu prosedur atau metode yang diterapkan pada unit percobaan. Prosedur yang diterapkan dapat berupa pemberian jenis Emulsifier yang berbeda, dosis emulsifier yang berbeda, penggunaan suhu proses yang berbeda, lama waktu proses yang berbeda, kombinasi dari perlakuan, dll.

• Contoh:

• Seorang R&D staff di Industri Saus Tomat ingin mengembangkan produk baru dengan menggunakan: Dua jenis puree tomat dari suplier yg berbeda, dua jenis emulsifier (CMC dan Gum Arab) dengan dosis yang sama yaitu 10% (w/v).

Terminologi dalam Rancob

Terminologi dalam Rancob

2. Unit Percobaan• Unit percobaan adalah unit terkecil dalam suatu Rancob yang

diberi suatu perlakuan.

• Terdiri dari obyek-obyek, bahan-bahan, atau unit-unit untuk yang mana perlakuan-perlakuan diterapkan.

3. Satuan Pengamatan• Satuan pengamatan adalah anak gugus dari unit percobaan

dimana respon perlakuan diukur.

Terminologi dalam Rancob

4. Faktor• Suatu “faktor” adalah satu dari peubah-peubah terkendali atau tak

terkendali yg berpengaruh terhadap suatu respon yang dipelajari dalam percobaan.

• Kuantitatif : konsentrasi (%), suhu (oC), waktu (jam), dsb.

• Kualitatif : jenis bahan, cara pengolahan, dsb.

5. Taraf (Level)• “Taraf-taraf” suatu faktor adalah nilai-nilai faktor yang diuji dalam

percobaan.

Syarat-Syarat dan Cara-CaraUntuk Percobaan yang Baik

1. Percobaan harus mempunyai tujuan-tujuan yg didefinisikan dengan teliti. Pendefinisian tujuan memerlukan pengetahuan khusus peneliti dalam permasalahan yang dipelajari, dan mencakup hal-hal dalam pemilihan : (a) faktor, (b) bahan, prosedur, peralatan, (c) satuan ukuran faktor dan metode pengukuran.

2. Sedapat mungkin, pengaruh dari faktor tidak dikaburkan oleh peubah-peubah lain. Penggunaan pola percobaan yang cocok akan membantu membebaskan pembandingan perhatian dari pengaruh peubah tak terkendali dan menyederhanakan analisis hasil.

3. Sedapat mungkin, percobaan terbebas dari bias, baik secara sadar maupun tidak. Penggunaan pengelompokan terencana, pengacakan, dan pengulangan.

4. Percobaan harus memberikan ragam galat percobaan (presisi). Penerapan pengulangan memberikan ragam tersebut dan pengacakan memastikan kesahihannya.

5. Presisi percobaan cukup memenuhi tujuan-tujuan percobaan. Presisi yang tinggi dapat dicapai dengan penyempurnaan dalam pengukuran, teknik percobaan, pengelompokan, dan pengulangan.

Syarat-Syarat dan Cara-CaraUntuk Percobaan yang Baik

RANCANGAN PERCOBAAN

satu kesatuan dari rancangan perlakuan, rancangan lingkungan, dan rancangan pengukuran

Rancangan Perlakuan• berkaitan dg pembentukan perlakuan-perlakuan.

Rancangan Lingkungan• berkaitan dg penempatan perlakuan-perlakuan pada

unit-unit percobaan.

Rancangan Pengukuran• berkaitan dg pengambilan respon dari unit-unit

percobaan.

1. Satu Faktor

2. Dua Faktor

a. Faktorial:

- Bersilang

- Tersarang

b. Split Plot

c. Split Blok

RANCANGAN PERLAKUAN

3. Tiga Faktor atau lebih

a. Faktorial

- Bersilang

- Tersarang

- Campuran (bersilang sebagian &

tersarang sebagian)

b. Split-split Plot

c. Split-split Blok

RANCANGAN PERLAKUAN

Rancangan acak lengkap (RAL)

Rancangan acak kelompok lengkap (RAKL)

Rancangan bujur sangkar latin (RBSL)

Rancangan Lattice

- Lattice seimbang

- Triple Lattices

- Quadruple Lattices

RANCANGAN LINGKUNGAN

• Rancob yg melibatkan satu faktor dengan beberapa taraf sebagai perlakuan. Contoh: Percobaan laju pengeringan dan mutu teh hitam yang dihasilkan dengan menggunakan suhu oven pengering: 70, 80 dan 90oC. Dapat diterapkan pada berbagai rancangan lingkungan:

1. Rancangan Acak Lengkap (Completely Randomize Design)

2. Rancangan Acak Kelompok Lengkap (Randomize Complete Block Design)

3. Rancangan Bujur Sangkar Latin (Latin Square Design)

Percobaan Satu Faktor(Single Factor Experiments)