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,.