19 4.3 Analisis Hasil dan Pengujian Sistem ARIMA
Gambar 5 adalah hasil plot grafik data nilai tukar dollar terhadap rupiah mulai dari minggu ke-1 sampai minggu ke-244 pada tahun 2010-2014.
Gambar 6 Data Nilai Tukar Sebelum Differencing
Dari grafik diatas, data nilai tukar dollar terhadap rupiah dari minggu ke 72 sampai dengan minggu ke 90 mengalami peurunan harga. Kemudian dari minggu ke 96 sampai dengan minggu ke 240 cenderung mengalami kenaikan harga. Dilihat dari pergerakan harga nilai tukar dollar terhadap rupiah belum stasioner dikarenakan mean dan variansinya tidak konstan. Oleh karena itu perlu dilakukan proses differencing data agar stasioner.
20 Gambar 6 berikut adalah hasil plot grafik Autocorrelation Function (ACF) data nilai tukar.
Gambar 7 Fungsi Autokorelasi Untuk Data Nilai Tukar
Dari gambar 6 plot grafik Autocorrelation Function (ACF) dari data nilai tukar dollar terhadap rupiah cut-off antara lag dengan lag yang lainnya tidak ada.
Sehingga tidak ada model yang diperoleh dari grafik tersebut.
21 Gambar 7 berikut adalah hasil plot grafik Partial Autocorrelation Function (PACF) data nilai tukar. Dari plot grafik terlihat data cut-off setelah lag ke 1.
Gambar 8 Fungsi Parsial Autokorelasi Untuk Data Nilai Tukar
Gambar 7 plot grafik Partial Autocorrelation Function (PACF) dari data nilai tukar dollar terhadap rupiah turun secara perlahan atau eksponensial. Untuk lagnya cut-off setelah lag ke 1, artinya jika fungsi Partial Autocorrelation Function (PACF) setelah lag ke k adalah nol, lag terakhir yang bukan nol disebut orde Autoregressive atau AR (p). Jadi berdasarkan gambar 6 diperoleh model AR (1).
22 Gambar 8 berikut adalah hasil plot grafik data nilai tukar setelah dilakukan differencing data. Proses differencing yang dimaksud adalah menghitung perubahan atau selisih nilai observasi. Proses differencing ini dilakukan untuk menstasionerkan data. Artinya rata-rata dan variansi data konstan atau tetap.
Gambar 9 Data Nilai Tukar Setelah dilakukan Differencing satu kali
Gambar 8 adalah plot grafik data nilai tukar dollar terhadap rupiah yang sudah dilakukan proses differencing data satu kali. Dilihat dari rata-rata dan variansinya sudah stasioner, artinya data linier terhadap rata-rata dan memiliki variansi yang konstan.
23 Gambar 9 berikut adalah hasil plot grafik Autocorrelation Function (ACF) data nilai tukar setelah di differencing satu kali. Terlihat dari plot grafik data cut-off setelah lag ke 2.
Gambar 10 Fungsi Autokorelasi untuk Data Nilai Tukar Setelah differencing satu kali
Berdasarkan gambar 9, plot grafik Autocorrelation Function (ACF) dari data nilai tukar dollar terhadap rupiah setelah dilakukan proses stasioner data. Proses stasioner dilakukan dengan differencing data satu kali, differencing adalah menghitung selisih nilai observasi. Proses differencing mempengaruhi orde d pada model ARIMA (p,d,q). Dilihat dari plot Autocorrelation Function (ACF) dari data nilai tukar dollar terhadap rupiah cut-off setelah lag ke 2, dengan demikian dapat diperoleh model ARIMA (0,1,2). Model ARIMA adalah suatu proses data secara statistik dapat didekati dengan proses AR (p), differencing (d), MA (q).
24 Gambar 10 berikut adalah hasil plot grafik Partial Autocorrelation Function (PACF) data nilai tukar setelah dilakukan proses differencing satu kali. Terlihat dari plot grafik data cut-off setelah lag ke 1.
Gambar 11 Fungsi Parsial Autokorelasi untuk Data Nilai Tukar Setelah di differencing satu kali
Jadi dapat diambil kesimpulan berdasarkan hasil plot grafik Autocorrelation Function (ACF) dan Partial Autocorrelation Function (PACF) dari data nilai tukar dollar terhadap rupiah diperoleh model AR (1) atau ARIMA (1,0,0), ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0), IMA (1,2) atau ARIMA (0,1,2), dan ARIMA (1,1,2). Dari model tersebut akan akan dipilih satu model terbaik untuk digunakan dalam peramalan atau prediksi data nilai tukar dollar terhadap rupiah.
25 Gambar 12 Histogram Residual {๐๐ก}
Dari gambar 12 terlihat histogram residual {et} atau eror berdistribusi normal dengan rata-rata nol. Semakin kecil eror yang diperoleh maka model yang digunakan semakin baik.
Gambar 13 Grafik Normal Probability {et}
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa residual {et} mendekati distribusi normal dengan mean = 0. Residual (๐๐ก) ~ N (0,1).
26 4.3.1 Estimasi Parameter Model ARIMA
Untuk penentuan signifikansi, diambil tingkat kepercayaan 90% atau ฮฑ = 10%. Hipotesis dalam estimasi parameter ini yaitu H0 : ฮธ๐ = 0, H1 : ฮธ๐ โ 0.
Dikatakan signifikan yaitu tolak H0 jika P-Value < ฮฑ. Berikut adalah tabel estimasi parameter dari model ARIMA yang diperoleh menggunakan tools Minitab.
No Model Parameter Nilai P-Value Signifikansi
1
ARI (1,1) atau ARIMA
(1,1,0)
โ 1 0,3141 0 Signifikan
Constant 8,588 0,082 signifikan
2
Konstanta 12,531 0,072 Signifikan
3 Tabel 1 Parameter Model ARIMA
Berdasarkan tabel di atas, untuk sementara model yang semua parameternya sudah signifikan adalah ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0), IMA (1,2) atau ARIMA (0,1,2).
Model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) :
๐ฅ๐ก = 8,588 + (1 + 0,3141)๐ฅ๐กโ1โ 0,3141๐ฅ๐กโ2+ ๐๐ก Model IMA (1,2) atau ARIMA (0,1,2) :
๐ฅ๐ก = 12,531 + ๐ฅ๐กโ1+ ๐๐กโ 0,2663๐๐กโ1โ 0,1408๐๐กโ2 4.3.2 Uji Kebaikan Model (Goodness Of Fit)
Model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) Uji Ljung-Box
Uji Ljung-Box digunakan untuk menguji indepedency residual antar lag pada model ARIMA (p,d,q). Pengujian ACF dari model apakah menolak H0 (ฯ1= ฯ2 = ..
= ฯi= 0 ) atau tidak menolak H0 (ada ACF yang tidak nol) dengan syarat yaitu jika Q(m) > ๐๐ผ2 maka tolak H0. Dengan menggunakan tools Minitab, nilai uji statistik Ljung โ Box yang diperoleh yaitu untuk lag kelipatan 12 yang dimulai dari lag 12 hingga lag 48. Berikut hasil pengujian ACF menggunakan metodel Ljung โ Box.
Lag 12 24 36 48
Chi_Square 8,4 20,9 28,2 36,3
Df 10 22 34 46
P-Value 0,587 0,528 0,749 0,847
Tabel 2 Hasil Pengujian dengan Ljung Box Model ARIMA (1,1,0).
27 Mean Absolute Percentage Error (MAPE)
MAPE adalah salah satu metode untuk menguji kebaikan model dengan mengacu pada tingkat kesalahannya. Data yang digunakan untuk perhitungan nilai MAPE adalah nilai data hasil prediksi dari data sebenarnya. Nilai MAPE berada antara 0 hingga 1 atau 0% - 100%. Semakin kecil nilai eror (MAPE) maka semakin baik model tersebut.
Berdasarkan MAPE yang diperoleh sebesar 0,488%, model ARIMA (1,1,0) baik digunakan untuk prediksi data nilai tukar dollar terhadap rupiah.
Model IMA (1,2) atau ARIMA (0,1,2) Uji Ljung-Box
Uji Ljung-Box digunakan untuk menguji indepedency residual antar lag pada model ARIMA (p,d,q). Pengujian ACF dari model apakah menolak H0 (ฯ1= ฯ2 = ..
= ฯi= 0 ) atau tidak menolak H0 (ada ACF yang tidak nol) dengan syarat yaitu jika Q(m) > ๐๐ผ2 maka tolak H0 . ๐๐ผ2 adalah persentil ke-100 (1 - ฮฑ). Dengan menggunakan tools Minitab, nilai uji statistik Ljung โ Box yang diperoleh yaitu untuk lag kelipatan 12 yang dimulai dari lag 12 hingga lag 48. Berikut hasil pengujian ACF menggunakan metodel Ljung โ Box.
Lag 12 24 36 48
Chi_Square 7,6 18,9 26,2 34,6
Df 9 21 33 45
P-Value 0,57 0,594 0,796 0,868
Tabel 3 Hasil Pengujian dengan Ljung Box Model ARIMA (0,1,2).
Mean Absolute Percentage Error (MAPE)
MAPE adalah salah satu metode untuk menguji kebaikan model dengan mengacu pada tingkat kesalahannya. Data yang digunakan untuk perhitungan nilai MAPE adalah nilai data hasil prediksi dari data sebenarnya. Nilai MAPE berada antara 0 hingga 1 atau 0% - 100%. Semakin kecil nilai eror (MAPE) maka semakin baik model tersebut.
Berdasarkan MAPE yang diperoleh sebesar 1,123%, model ARIMA (0,1,2) baik digunakan untuk prediksi data nilai tukar dollar terhadap rupiah.
Model Terpilih
Berdasarkan uji kebaikan model yaitu Uji Ljung โ Box, dan MAPE terhadap 2 kandidat model yang mungkin, yaitu model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) dan IMA (1,2) atau ARIMA (0,1,2), maka model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) yang terpilih sebagai model yang paling fit (cocok) dengan data. Berikut adalah model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) :
28 ๐ฅ๐ก = 8,588 + (1 + 0,3141)๐ฅ๐กโ1โ 0,3141๐ฅ๐กโ2+ ๐๐ก
Model tersebut kemudian digunakan untuk prediksi data nilai tukar dengan jumlah periode sebesar 244, peramalan dilakukan untuk 1 periode berikutnya yaitu pada periode ke-245 atau prediksi nilai tukar satu minggu berikutnya. Proses prediksi dapat dituliskan sebagai berikut:
๐ฅ245= 8,588 + (1 + 0,3141)๐ฅ244โ 0,3141๐ฅ243+ ๐๐ก ๐ฅ245 = 8,588 + (1 + 0,3141)(12363) โ 0,3141(12307) + ๐๐ก
๐ฅ245 = 12.389,2 + ๐๐ก
Dengan menggunakan persamaan tersebut, maka didapatkan nilai prediksi untuk periode ke-245 atau prediksi nilai tukar satu minggu berikutnya sebesar Rp.12.389,2. Hasil pengujian model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) dapat dilihat dari grafik berikut:
Gambar 14 Perbandingan Data Aktual dan Prediksi dengan ARIMA
Dari grafik diatas, terdapat kemiripan hasil pola data asli atau data nilai tukar dengan data hasil prediksi ARIMA.
Berdasarkan hasil dan pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa diperoleh model terbaik untuk memodelkan data nilai tukar yaitu model ARI (1,1) atau ARIMA (1,1,0) dengan bentuk persamaan sebagai berikut :
๐ฅ๐ก = 8,588 + (1 + 0,3141)๐ฅ๐กโ1โ 0,3141๐ฅ๐กโ2+ ๐๐ก
Dengan tingkat kesalahan yang diperoleh menggunakan means absolute percentage error (MAPE) sebesar 0,488%.
Harga Nilai Tukar Dollar Terhadap Rupiah
Waktu (Minggu) Data Nilai Tukar Prediksi
29 Dalam penelitian tugas akhir ini penulis menggunakan dua data, yaitu: data harga emas dan nilai tukar dollar pada tahun 2010 โ 2014. Nilai harga emas dinotasikan โ๐1โ dan Nilai tukar dollar dinotasikan โ๐2โ. Dalam pergerakan harga emas dan nilai tukar dollar masing-masing mempunyai dua kondisi atau state, yaitu:
nilai harga emas naik dan nilai harga emas turun, nilai tukar dollar naik dan nilai tukar turun.
4.4 Rantai Markov Multivariat S1t = { 1, Pergerakan harga emas naik
2, Pergerakan harga emas turun
S2t = { 1, Pergerakan harga nilai tukar dollar naik 2, Pergerakan harga nilai tukar dollar turun
Setelah pergerakan harga emas dan nilai tukar diperoleh. Kemudian dilakukan pembentukan data fungsi indikator berdasarkan data pergerakan harga emas dan pergerakan nilai tukar dollar dengan merujuk ke persamaan berikut :
๐๐๐๐ก = โ{๐๐๐ก=๐} (30)
๐11 = fungsi indikator pergerakan harga emas pada saat naik Z12= fungsi indikator pergerakan harga emas pada saat turun Z21 = fungsi indikator pergerakan harga nilai tukar pada saat naik Z22 = fungsi indikator pergerakan harga nilai tukar pada saat turun Cara membentuk fungsi indikatornya merujuk ke persamaan (30) sebagai berikut :
๐๐๐๐ก = โ{๐๐๐ก=๐}
Jadi data pergerakan harga emas, data pergerakan nilai tukar dollar, dan data fungsi indikator sudah diperoleh. Dengan hasil sebagai berikut :
Periode
30
Tabel 4 Data Pergerakan Harga Emas dan Nilai Tukar Dollar, serta Fungsi Indikator.
31 4.5 Metode Regresi Linier berganda
Pada regresi linier berganda digunakan untuk mengestimasi atau menentukan nilai parameter ๐ฝ0, ๐ฝ1,๐ฟ11, ๐๐๐ ๐ฟ21 . Metode yang digunakan untuk mengestimasi parameter tersebut adalah ordinary least square (ols) dengan bantuan minitab 17 statistical software. Nilai parameter regresi ini nantinya yang akan digunakan dari model yang sudah dibentuk. Berikut model prediksi harga emas terhadap nilai tukar dollar.
๐ฆ(๐ฆ๐ก+1| ฦ๐ก ) = ๐ฆ(๐โฒ๐ก+1| ฦ๐ก)๐ท + ๐ฆ (๐โฒ๐ก+1| ฦ๐ก)๐ (31) Jadi perameter atau koefisien yang digunakan dalam model adalah ๐ฝ0, ๐ฝ1, ๐ฟ11, ๐ฟ21. Setelah dilakukan pengolahan data menggunakan minitab 17 statistical software, maka diperoleh parameter atau koefisien regresi sebagai berikut :
๐ฝ0 = 8.081.261
ฮฒ1 = Koefisien dari data nilai tukar dollar
ฮด11= koefisien dari data fungsi indikator harga emas pada saat naik ฮด21= koefisien dari data fungsi indikator harga nilai tukar pada saat naik
Setelah koefisien regresi didapatkan, selanjutnya mencari atau mengestimasi parameter ีฒฬ๐dengan cara ีฒฬ๐ = ๐๐๐๐๐๐ฅีฒ
32 Jadi untuk mendapatkan nilai parameter ีฒฬ๐digunakan metode gradient ascent, dengan memaksimumkan fungsi log L menggunakan tools maple 17 sebagai alat bantu. Berikut hasil parameter ีฒฬ๐:
ีฒ10 = 0,9999998557
Dari estimasi ีฒฬ๐, maka didapat nilai dari masing-masing parameter. Setelah di didapat kan parameter ีฒฬ๐, kemudian dihitung peluang ๐(๐๐๐ก+1 = ๐|๐1๐ก, โฆ , ๐๐ ๐ก)
Tahap selajutnya, setelah mendapatkan semua parameter yang dibutuhkan untuk membangun model. Maka model yang dibentuk dapat digunakan untuk melakukan peramalan atau prediksi. Berikut model yang diperoleh:
33 ล1,๐ก+1= 8.081.261 + 563,9ล2,๐ก+1โ 2.804๐(๐1,๐ก+1= 1|๐1๐ก = ๐1 , ๐2๐ก = ๐2) + 637.142๐(๐2,๐ก+1= 1|๐1๐ก = ๐1 , ๐2๐ก = ๐2)
(32)
4.6 Hasil Prediksi dari Penelitian Menggunakan Regresi dan Rantai Markov Multivariat
Hasil Prediksi menggunakan model regresi dan rantai markov multivariat adalah grafik antara data aktual dengan data hasil prediksi dan errornya sebagai berikut :
Tabel 5 Perbandingan Data Aktual dan Data Prediksi serta erornya Jumlah Data
3 10363610,5 13555421,11 0,307982
4 10203614,05 13663759,9 0,33911
5 10215769,8 13697949,65 0,340863
6 10057054,8 13686178,98 0,360854
7 10378705,75 13695065,9 0,319535
8 10310166,3 13655023,94 0,324423
9 10475083,1 13655456,1 0,303613
10 10197650 13612700,37 0,334886
11 10127433,55 13571805,23 0,340103
12 10012152,6 13539848,71 0,352341
13 10220563,05 13539360,66 0,324718
14 10403603,9 13507475,16 0,298346
15 10337533,3 13488543,29 0,304813
16 10347178,85 13489665,88 0,303705
17 10606867,4 13486845,04 0,27152
18 11073274,1 13496334,08 0,218821
19 11117729,75 13594014,4 0,222733
... ... ... ...
... ... ... ...
205 15582220,3 15004604,77 0,037069
206 15530522,95 14980212,78 0,035434
207 15426081,6 14930162,29 0,032148
208 15385198,3 14804049,09 0,037773
209 14962098,7 14786030,14 0,011768
210 14606377,75 14847733,09 0,016524
211 14940909,5 14772681,63 0,01126
212 14837410,3 14821269,86 0,001088
213 15010007,5 14870919,48 0,009266
34
214 14872893,55 14967054,48 0,006331
215 14961752,2 14890622,01 0,004754
216 14821580,65 14919706,59 0,00662
217 14757811,1 14840799,33 0,005623
218 14755690,3 14997621,15 0,016396
219 14958435,65 15104948,66 0,009795
220 15416680,4 15056428,18 0,023368
221 15840771,8 15160628,36 0,042936
222 15661136,85 15209971,83 0,028808
223 15399345,85 15059133,57 0,022093
224 15230054,35 14930693,83 0,019656
225 15015982,75 14982242,83 0,002247
226 15321209,95 14929286,03 0,02558
227 15263635,6 15066240,85 0,012932
228 15019032,05 14976590,76 0,002826
229 15061423,75 15003084,72 0,003873
230 14877498,3 15007502,22 0,008738
231 14682238,3 15041867,98 0,024494
232 14643020,1 15078893,78 0,029767
233 14616081,5 15175502,02 0,038274
234 14700595,4 15185240,28 0,032968
235 14896793,1 15301896,1 0,027194
236 15074081,2 15292060,59 0,014461
237 14891247,1 15266345,03 0,025189
238 14544459,4 15163280,79 0,042547
239 14076973,7 15275715,04 0,085156
240 14297010,4 15293618,24 0,069707
241 14595742,85 15323049,75 0,04983
242 14611748,65 15276616,71 0,045502
243 14758408,65 15314090,27 0,037652
244 15111029,25 15355970,65 0,016209
Tabel 5 Data Perbandingan Antara Data Aktual dengan Prediksi dan Error Tabel 5 merupakan beberapa contoh data perbandingan antara data aktual dengan prediksi dari data harga emas rata-rata perminggu, memiliki eror 0,000651-0,360854. Artinya gabungan model regresi dan rantai markov multivariat layak atau baik digunakan untuk peramalan atau prediksi.
35 Dibawah ini merupakan grafik perbandingan data aktual dengan prediksi:
Gambar 15 Perbandingan Data Aktual dengan Prediksi
Gambar 15 adalah grafik hasil prediksi dari model gabungan regresi dan rantai markov multivariat, didapat perhitungan MAPE sebesar 10,0738%. Apabila dilihat dari grafik, mulai dari minggu ke 172 menunjukkan bahwa hasil prediksi mendekati pola data aktual atau nilai harga emas. Dengan demikian model gabungan regresi dan rantai markov multivariat layak digunakan untuk prediksi atau peramlan harga emas.
0 2.000.000 4.000.000 6.000.000 8.000.000 10.000.000 12.000.000 14.000.000 16.000.000 18.000.000
1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 199 208 217 226 235
Data Harga Emas
Jumlah Data (Minggu)