• Tidak ada hasil yang ditemukan

DESAIN EKSPERIMEN INTRODUCTION. Semester Genap 2017/2018 Jurusan Teknik Industri Universitas Brawijaya

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "DESAIN EKSPERIMEN INTRODUCTION. Semester Genap 2017/2018 Jurusan Teknik Industri Universitas Brawijaya"

Copied!
22
0
0

Teks penuh

(1)

DESAIN EKSPERIMEN

INTRODUCTION

Semester Genap 2017/2018 Jurusan Teknik Industri

(2)

OUTLINE

Introduction to DOX

Four Eras in the History of DOX

Engineering Experiments

Typical Applications of Experimental Design

Strategy of Experimentation

Factorial Design

Factorial Designs with Several Factors and Fractional

Factorial

The Basic Principles of DOX

Planning, Conducting & Analyzing an Experiment

(3)

Introduction to DOX (1/2)

An experiment is a test or a series of tests

Experiments are used widely in the engineering world

–  Process characterization & optimization

–  Evaluation of material properties

–  Product design & development

–  Component & system tolerance determination

All experiments are designed experiments, some are

poorly designed, some are well-designed

(4)

Introduction to DOX (2/2)

Experimentation is a vital part of scientific (or

engineering) method

For any experiment, questions to be asked:

•  Are only these methods available?

•  Are there any other factors that might affect the results?

•  How many samples are needed for the experiment?

•  How should the samples be assigned to each experiment?

•  What is the order that the data should be collected?

•  What method of data analysis should be used?

•  What difference in average observed results between method,

material, machines,…?

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

(5)

Four Eras in the History of DOX

•  The agricultural origins, 1918 – 1940s

–  W.S. Gossett and the t-test (1908)

–  R. A. Fisher & his co-workers

–  Profound impact on agricultural science

–  Factorial designs, ANOVA

•  The first industrial era, 1951 – late 1970s

–  Box & Wilson, response surfaces

–  Applications in the chemical & process industries

•  The second industrial era, late 1970s – 1990

–  Quality improvement initiatives in many companies

–  Taguchi and robust parameter design, process

robustness

•  The modern era, beginning circa 1990

5

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

2017/2018

R. A. Fisher (1890 – 1962)

(6)

Engineering Experiments (1/2)

•  In general, experiments are used to

study the process and systems.

•  The process can be the combination of

operations, machines, methods, people, and other resources (often materials) that transfer some input into output that has one or more observable response

variables y.

•  Some of the process variables and

material properties, x1, …, xp are controllable.

•  Some of them are uncontrollable

(although they may be controllable for purposes of a test).

6/33

(7)

Engineering Experiments (2/2)

•  Determining which variables

are most influential on the response y

•  Determining where to set the

influential x’s so that y is almost always near the desired nominal value.

•  Determining where to set the

influential x’s so that variability in y is small.

•  Determining where to set the

influential x’s so that the effects of the uncontrollable variables z1, …., zq are

minimized.

7

(8)

Typical Applications

of Experimental Design

•  Improve process yield

•  Reduce variability and closer conformance to nominal or target

requirements

•  Reduce development time

•  Reduce overall costs

•  Evaluate and compare basic design configurations

•  Evaluate material alternatives

•  Select design parameters

•  Determine key product design parameters

•  Formulate new product

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

(9)

Strategy of Experimentation (1/4)

Golf example-factor to influence

the score

•  Driver – oversized or regular

•  Ball – balata or three piece

•  Mode of travel — walking or riding a

golf cart

•  Beverage – water or beer

•  …….

(10)

Strategy of Experimentation (2/4)

Best-guess

experiments

–  Used a lot

–  More successful than you might suspect, but there are

disadvantages…

One-factor-at-a-time (OFAT) experiments

–  Sometimes associated with the “scientific” or “engineering”

method

–  Devastated by interaction, also very inefficient

Statistically designed

experiments

–  Based on Fisher’s factorial concept

Desain Eksperimen - Semester Genap

2017/2018 10

(11)

Strategy of Experimentation (3/4)

11/33

(12)

Strategy of Experimentation (4/4)

12/33

(13)

Factorial Design (1/3)

•  In a factorial experiment, all

possible combinations of factor levels are tested

•  The golf experiment:

–  Type of driver –  Type of ball –  Walking vs. riding –  Type of beverage –  Time of round –  Weather

–  Type of golf spike

–  Etc, etc, etc

13/33

(14)

Factorial Design (2/3)

14/33

(15)

Factorial Design (3/3)

15/33

(16)

Factorial Designs with Several Factors

16/33

(17)

Factorial Designs with Several Factors A

Fractional Factorial

(18)

The Basic Principles of DOX

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap 2017/2018 18

Randomization

Running the trials in an experiment in random order

Notion of balancing out effects of “lurking”

variables

Replication

Sample size (improving precision of effect estimation, estimation of error or background noise)

Replication versus repeat measurements? Replication reflects sources of variability both between runs and within runs

Blocking

(19)

Planning, Conducting & Analyzing an

Experiment

1.  Recognition of & statement of problem

2.  Choice of factors, levels, and ranges

3.  Selection of the response variable(s)

4.  Choice of design

5.  Conducting the experiment

6.  Statistical analysis

7.  Drawing conclusions, recommendations

8.  Get statistical thinking involved early

9.  Your non-statistical knowledge is crucial to success

10.  Pre-experimental planning (steps 1-3) vital

11.  Think and experiment sequentially (use the KISS principle)

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

2017/2018 19

(20)

Kekeliruan Eksperimen

—  Menyatakan kegagalan dari dua unit eksperimen identik yang dikenai perlakuan untuk memberikan hasil yang sama.

—  Contoh: kekeliruan waktu menjalankan eksperimen, kekeliruan pengamatan, variasi bahan eksperimen, variasi antara unit

eksperimen dan pengaruh gabungan semua faktor tambahan

—  Untuk mengurangi kekeliruan dapat menggunakan bahan

eksperimen yang homogen, menggunakan informasi yang sebaik-baiknya tentang variabel yang telah ditentukan dengan tepat,

melakukan eksperimen dengan teliti, menggunakan DE yang lebih efisien

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

2017/2018 20

(21)

Efek dan interaksi

Dalam keperluan desain eksperimen, variabel bebas

dinamakan faktor, dan nilai-nilai atau

klasifikasi-klasifikasi dari sebuah faktor dinamakan taraf faktor.

Faktor-faktor dinyatakan dengan huruf kecil a, b, c, d,

dst.., sedangkan taraf faktor dinyatakan dengan angka 1,

2, 3, dst yang dituliskan sebagai indeks untuk faktor

yang bersangkutan.

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap

2017/2018 21

(22)

Kontrol Lokal

Pengelompokan

• Penempatan sekumpulan unit eksperimen ke dalam kelompok-kelompok agar kelompok-kelompok yang berbeda memungkinkan untuk mendapatkan perlakuan yang berbeda pula.

• Contohnya ketika meneliti pengaruh tiga macam cara penyampaian materi terhadap mahasiswa. Terdapat 11 mahasiswa, yang dibagi menjadi 3 kelompok, (4-4-3). Penempatan atau pemilihan

mahasiswa ke dalam kelompok-kelompok dilakukan secara acak. Masing-masing kelompok diberikan materi dengan cara berbeda (A-B-C)

Pemblokan

• Pengalokasian unit-unit eksperimen ke dalam blok sehingga unit-unit dalam blok secara relatif bersifat homogen sedangkan sebagian besar dari variasi yang dapat

diperkirakan di antara unit-unit telah terbaur dengan blok.

• Variasi yang dapat diduga tidak menjadi bagian daripada kekeliruan eksperimen, sehingga desain lebih efisien.

• Contohnya:: Ada 12 komponen mesin. Enam jenis X, tiga jenis Y, dan tiga jenis Z. Jenis diambil sebagai blok. Blok pertama terdiri dari 6 buah komponen jenis X. Blok kedua terdiri dari 3 buah komponen jenis Y. Blok ketiga terdiri dari 3 buah komponen jenis Z.

Penyeimbangan

• Usaha memperoleh unit

eksperimen, usaha pengelompokan, pemblokan dan penggunaan

perlakuan sedemikian sehingga dihasilkan konfigurasi formasi yang seimbang

03/04/17 Desain Eksperimen - Semester Genap 2017/2018 22

Referensi

Dokumen terkait

Menimbang : a.bahwa untuk tertib administrasi dan akuntabilitas pengelolaan keuangan daerah serta untuk melaksanakan ketentuan dalam Pasal 151 Peraturan Pemerintah

Setelah melaksanakan pengamatan selama pembelajaran di dalam kelas, selanjutnya diadakan refleksi atas segala yang dilakukan. Dari pengamatan terhadap kemampuan guru dalam

Pada kapal-kapal yang menggunakan motor yang letaknya terlalu jauh dari buritan kapal, maka poros antara dapat dipasang lebih dari satu dengan tujuan untuk mempermudah dalam

Oleh karena itu, di dalam aspek pasar dan pemasaran, baik untuk perusahaan yang sudah berjalan maupun bagi perusahaan yang baru akan berdiri perlu dilakukan suatu studi

Hal ini sesuai dengan teori Piaget (2004:3) yang menyatakan bahwa manusia tumbuh, beradaptasi dan berubah melalui perkembangan fisik, perkembangan kepribadian, perkembangan

Peramalan ini dipergunakan bertujuan agar data yang telah diperoleh dapat membuat pembangunan berjalan dengan lancar yaitu pemerintah dapat membuka lapangan kerja baru

suatu perlindungan dan kepastian hukum yang lebih baik bagi pencipta Indonesia. Hal ini dapat semakin baik jika diterapkan secara benar dalam

Pada tahun 1992, di Indonesia hanya terdapat satu Bank Umum Syariah.. yaitu Bank Muamalat Indonesia dan enam Bank Perkreditan