PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI PADA PROSES PEMBUATAN FIBER GLASS

Transkripsi

1 PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI (Jai Rahardjo et al.) PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI PADA PROSES PEMBUATAN FIBER GLASS Jai Rahardjo Dose Fakultas Tekologi Idustri, Jurusa Tekik Idustri Uversitas Kriste Petra Suryaata Rahardja Alumus Fakultas Tekologi Idustri, Jurusa Tekik Idustri Uversitas Kriste Petra ABSTRAK Produk fiber glass bayak diguaka di duia idustri saat ii. Produk fiber glass berkualitas tiggi dibutuhka suatu komposisi, dimaa utuk komposisi yag tepat diperluka eksperime. Desai eksperime 2 k-p fractioal factorial desig dega metode Taguchi telah diguaka utuk medapatka komposisi yag optimal. Hasil pegujia kekuata impak dega betuk da pegujia sesuai JIS (Japaese Idustrial Stadard) pada fiber glass didapatka bahwa metode 2 k-p fractioal factorial desig dega metode Taguchi tidak berbeda. Kata kuci : 2 k-p fractioal factorial desig, Taguchi, JIS ABSTRACT Fiber glass products are widely used i the idustry. High quality fiberglass product requires a compositio ad to obtai the optimal compositio, a experimet eeds to be doe. I this project, experimetal desigs i 2 k-p fractioal factorial desig ad Taguchi method were carried out to obtai the optimal compositio. Accordig to the impact test results based o the model by the JIS (Japaese Idustrial Stadard) for fiber glass, it was foud that the 2 k-p fractioal factorial desig method ad Taguchi methods are the same. Keywords: 2 k-p fractioal factorial desig, Taguchi, JIS. PENDAHULUAN Memasuki era globalisasi dalam segala bidag, kualitas da efisiesi proses maupu produk sekarag telah mejadi pemikira utama perusahaa yag sadar aka adaya persaiga ketat dalam duia idustri. Saat ii bayak produk yag megguaka fiber glass. Mutu fiber glass ditetuka oleh kekuataya dalam meerima beba kejut (impact). Semaki kuat maka semaki baik mutuya. Pembuata fiber glass yag bermutu sagat tidak mudah. Bayak faktor yag berpegaruh terhadap kekuataya atara lai komposisi baha, lama pecampura da cara peuaga ke dalam cetaka. Apabila faktor-faktor tersebut tidak optimal maka biaya yag terjadi seperti biaya baha baku maupu biaya akibat kerugia mutu aka mejadi lebih besar. Melihat kodisi di atas maka perlu adaya suatu peracaga eksperime yag dapat megoptimalka faktor-faktor yag ada sehigga dapat meigkatka mutu fiber glass da meeka biaya.

2 JURNAL TEKNIK INDUSTRI VOL. 3, NO., JUNI 200: - 8 Terdapat dua metode peracaga eksperime yag serig kali diguaka utuk megoptimalka proses dega beberapa faktor yaitu metode 2 k-p fractioal factorial desig da metode Taguchi. Kedua metode ii mempuyai keuggula da kekuraga sehigga perlu dilakuka studi kasus utuk meerapka da membadigka kedua metode tersebut. 2. METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DESIGN Seirig dega bertambahya jumlah faktor dalam racaga 2 k faktorial maka jumlah percobaa aka meigkat dega pesat yaitu sebesar 2 k percobaa. Akibatya racaga tersebut membutuhka sumber daya (waktu, biaya, dll) yag jauh lebih besar. Jika dapat diasumsika bahwa beberapa iteraksi tigkat tiggi dapat dibaurka maka iformasi utuk efek utama da efek iteraksi tigkat redah dapat diperoleh haya dega melakuka sebagia dari racaga faktorial yag legkap. Racaga ii diamaka Fractioal Factorial Desig. Ada beberapa resolusi racaga yag sagat petig yaitu: Resolusi III: Merupaka racaga dimaa tidak ada efek utama yag dibaurka dega efek utama laiya, tetapi efek utama dibaurka dega iteraksi dua faktor da iteraksi dua faktor dapat salig dibaurka. Cotohya: racaga 2 3 dega I = ABC sebagai geerator. Resolusi IV: Merupaka racaga dimaa tidak ada efek utama yag dibaurka dega efek utama laiya atau dega iteraksi dua faktor, tetapi iteraksi dua faktor dapat salig dibaurka. Cotohya: racaga 2 4 dega I = ABCD sebagai geerator. Resolusi V: Merupaka racaga dimaa tidak ada efek utama atau iteraksi dua faktor dibaurka dega efek utama atau iteraksi dua faktor laiya tetapi iteraksi dua faktor dibaurka dega iteraksi dua faktor. Cotohya: racaga 2 5 dega I = ABCDE sebagai geerator. 3. PERANCANGAN PARAMETER TAGUCHI Dalam peracaga parameter Taguchi terdapat dua jeis faktor yaitu: Faktor yag dapat dikedalika (Cotrollable factors). Faktor ii mudah utuk dikedalika seperti pemiliha jeis baha baku, da kecepata potog mesi. Faktor ii dapat dibagi mejadi dua bagia besar yaitu:. Faktor yag dikedalika oleh peggua. Biasaya disebut sebagai faktor siya l (sigal factor). Faktor siyal membawa maksud dari sudut padag kosume ke dalam sistem utuk mecapai kierja target atau utuk meyataka output yag diigika. 2. Faktor yag dikedalika oleh peracag. Faktor ii terbagi lagi mejadi 3 jeis yaitu: Faktor kedali variabilitas/ faktor pegedali. 2

3 PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI (Jai Rahardjo et al.) Faktor kedali target. Faktor etral. Faktor yag tidak dapat dikedalika (Ucotrollable/ Noise factors). Pada umumya faktor ii bertaggug jawab pada karakteristik fugsioal produk yag meyimpag dari ilai target. Sigal to Noise Ratio. Rasio ii merupaka kompoe yag sagat petig dalam peracaga parameter da diguaka utuk meetuka kodisi optimal dari peracaga parameter. Gambar meggambarka hubuga atara faktor siyal, faktor oise da faktor kedali terhadap respo produk/proses. Noise factor Sigal Factor Product/ Process Respose Cotrol factor Gambar. Hubuga atar Faktor dega Respo Utuk megevaluasi ketagguha sistem maka Sigal to Noise Ratio (SNR) dapat diguaka dega rumusa: Smaller the better: SNR 2 = 0log0 yi i = Nomial the best: SNR = 0log µ = i= y () σ µ i µ σ 2 2 = ( yi ) i= Larger the better: SNR = 0log0 2 (3) i= yi (2) 3

4 JURNAL TEKNIK INDUSTRI VOL. 3, NO., JUNI 200: - 8 dimaa: = bayakya cuplika dalam tiap eksperime. y = ilai respo pada cuplika ke-i. 4. PENGOLAHAN DATA Lagkah-lagkah dalam melakuka desai eksperime adalah sebagai berikut:. Peetua tujua dari desai eksperime, yaitu: Medapatka kekuata optimal dari fiber glass dega cara megoptimalka faktorfaktor yag ada. 2. Pemiliha respo atau karakteristik mutu da JIS(Japaese Idustrial Stadar). Dalam hal ii yag diguaka adalah pedapat da pegalama dari operator tetag kualitas dari fiberglass yaitu kekuata impak daripada fiberglass(joule). Ukura beda uji yag terlihat pada Gambar 2 merupaka stadar idustri Jepag (Japaese Idustrial Stadard/ JIS) utuk pegujia beba kejut. Ukura beda uji haruslah sesuai dega stadar tersebut karea mesi uji telah diracag sesuai dega stadar JIS. 3. Pemiliha faktor. Faktor-faktor tersebut pada awalya didapat dega cara bertaya kepada orag yag megerti fiber glass serta dari proses pembuataya itu sediri. Faktor-faktor tersebut yaitu : Resi, Cobalt, MMA, Katalis, Lama aduk, Lama tuggu, da Cara tuag. Lagkah eksperime desai pada 2 k-p fractioal factorial desig:. Pada matriks ii diguaka pegkodea dimaa utuk level redah dikode dega da level tiggi dikode dega. Karea merupaka racaga fractioal maka efek faktor Cara Tuag aka dibaurka dega iteraksi 6 faktor yag lai sehigga pembagkit dari racaga ii yaitu G = ABCDEF. 2. Setelah matriks eksperime selesai diracag maka lagkah selajutya yaitu melakuka eksperime sesuai uruta, dimaa uruta percobaa dilakuka secara radom seperti yag tertera pada kolom RuOrder. 0±0.05 ARAH BENTURAN Uit:mm 2 2±0.4 R±0.07 0± ±0.4 55±0.6 Gambar 2. Ukura Stadar Beda Uji Beba Kejut 4

5 PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI (Jai Rahardjo et al.) Prosedur utuk megaalisa 2 k-p fractioal factorial desig yaitu :. Mecari efek utama faktor da iteraksi yag berpegaruh terhadap respo. Utuk megetahui efek-efek yag berpegaruh terhadap respo dapat dilakuka dega membuat Plot Probabilitas Normal (Gambar 3) utuk semua efek yag ada. Peyimpaga yag mecolok dari garis ormal meujukka bahwa efek tersebut berpegaruh terhadap respo CD Normal Probability Plot of the E ffects (respose is respo, Alpha =.05) B Effect 0. A AB 0.2 A: Resi B: Kobalt C: MMA D: Katalis E: Lama aduk F: Lama kerig G: Cara tuag Gambar 3. Plot Probabilitas Normal Efek Utama da Efek Iteraksi 2. Melakuka pegujia statistik. Setelah megetahui efek-efek yag berpegaruh besar terhadap respo maka dilajutka dega membuat Aova (Aalysis of Variace), utuk medapatka efek faktor da efek iteraksi yag sigifika. 3. Meyusu model regresi. Membuat model regresi berdasarka efek faktor da iteraksi yag sigifika. 4. Meguji residual. Pegujia residul harus memeuhi 3 asumsi yaitu : Idetik, Idepedet, da berdistribusi ormal (0, σ 2 ). 5. Memerluka kombiasi faktor yag optimal. Utuk meetuka level-level faktor yag memaksimalka kekuata impact fiber glass maka perlu dibuat plot efek utama da plot efek iteraksi atar faktor. Plot iteraksi yag aka dibuat haya utuk efek iteraksi yag berpegaruh secara sigifika. Kombiasi faktor yag optimal didapatka dega cara megkombiasika plot efek utama da plot efek iteraksi atar faktor. Lagkah-Lagkah eksperime desai pada peracaga Taguchi:. Peetua dari cotrol, oise da sigal factors. Cotrol Factors merupaka faktor-faktor yag mempegaruhi respo da dapat dikotrol dalam kodisi ormal. Noise Factors merupaka faktor-faktor yag meyebabka variasi dalam fugsioal performace produk/proses. Noise Factors ii dapat terbagi mejadi 5

6 JURNAL TEKNIK INDUSTRI VOL. 3, NO., JUNI 200: - 8 outer oise factor yag berasal dari luar mesi produksi itu sediri, cotohya: debu, performace dari operator, material yag dipakai, da lai sebagaiya. Sedagka ier oise factors yag berasal dari dalam mesi produksi, cotohya: umur mesi, oksidasi, da lai sebagaiya. Sigal Factors merupaka faktor-faktor yag haya mempegaruhi mea performace proses. Ketiga jeis faktor ii ditetuka dega tujua utuk meguragi bayakya faktor yag harus diuji. 2. Peetua suatu Orthogoal Array (OA) desig. Orthogoal Array ii merupaka desai dari Taguchi yag dilakuka utuk meguragi jumlah percobaa yag seharusya dilakuka dega metode desai eksperime kovesioal. Peetua dari OA ii bergatug pada jumlah degrees of freedom yag dibutuhka utuk mempelajari mai effect da itersectio effect. 3. Persiapa percobaa yag meliputi peyusua ucoded da coded matriks desai utuk percobaa da aalisa hasilya. 4. Melakuka percobaa. Percobaa dilakuka berdasarka desai matriks da ilai respo yag telah ditabelka utuk aalisa. 5. Aalisa statistik da meyajika hasil percobaa. Dega tujua utuk meguragi varia da membawa mea respo medekati target maka diguaka tabel ANOVA terhadap mea respo da terhadap Sigal to Noise Ratio (SNR). SNR adalah ukura dari performace variabilitas proses/produk dega kehadira oise factors. SNR ii harus dimaksimumka sehigga dapat memiimumka efek dari oise factors. Verifikasi Percobaa. Verifikasi percobaa dilakuka dega membadigka hasil percobaa kodisi optimal dega ilai yag diperkiraka dari percobaa verifikasi. Setelah diketahui hasilya sesuai da masuk dalam selag kepercayaa maka settig optimal tersebut layak utuk diguaka. 5. HASIL PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA PERBANDINGAN Hasil settig faktor optimal yag diperoleh utuk tiap metode dapat dilihat pada Tabel. Tabel. Settig Faktor Optimal utuk Kedua Metode Faktor Metode 2 k-p Fractioal Factorial Taguchi Resi 00 cc* 50 cc Cobalt cc* cc MMA cc* cc* Katalis 3 cc* cc Lama aduk 5 meit 5 meit Lama tuggu >5 jam Cara tuag Gerak Keteraga: tada * meujukka faktor yag sigifika utuk hasil setiap metode. 6

7 PERBANDINGAN METODE 2 K-P FRACTIONAL FACTORIAL DENGAN METODE TAGUCHI (Jai Rahardjo et al.) Utuk megetahui settig optimal maakah yag lebih baik perlu dilakuka uji statistik. Data didalam Tabel 2 diguaka utuk pegujia tersebut. Tabel 2. Data Kekuata Impak hasil Verifikasi 2 k-p Fractioal Factorial Taguchi 3 2,4 3, 2,7 2,9 3, 2,9 3, 3 2,5 3 2,9 Dega pegujia rata-rata dua populasi da megguaka taraf sigifikasi 5 % dapat disimpulka bahwa tidak ada perbedaa rata-rata kekuata impak pada hasil verifikasi atara metode Fractioal Factorial da metode Taguchi didalam pembuata fiberglass. 6. KESIMPULAN Berdasarka hasil eksperime dega metode Fractioal Factorial da Taguchi serta aalisa yag telah dilakuka maka dapat disimpulka: Settig faktor optimal yag diperoleh dari metode Fractioal Factorial yaitu: Resi 00 cc, Cobalt cc, MMA cc da Katalis 3 cc. Utuk settig faktor yag lai dapat disesuaika dega kebutuha atau berdasarka Plot Efek Utama. Settig faktor optimal yag diperoleh dari metode Taguchi yaitu: MMA cc. Utuk settig faktor yag lai dapat disesuaika dega kebutuha atau berdasarka Plot Efek Utama. Tidak ada perbedaa mea utuk hasil optimal yag diperoleh dari kedua metode. Tidak ada perbedaa pegguaa metode 2 k-p fractioal factorial desig dega metode Taguchi didalam pembuata fiberglass, tetapi metode Taguchi lebih meghemat biaya da waktu daripada metode Fractioal Factorial. DAFTAR PUSTAKA Bagchi, Tapa P., 993. Taguchi Methods Explaied Practical Steps to Robust Desig. New Delhi: Pretice Hall. Hariyato, 996. Kerajia dari FiberGlas. Cet.. Surabaya: PT Trubus Agrisaraa. Japaese Stadards Associatio, 982. Guide For Applicatio of JIS Mark. Stadards Dept. AIST, MITI. Motgomery, Douglas C., 997. Desig ad Aalysis of Experimets. New York: Joh Wiley & Sos, Ic. 7

8 JURNAL TEKNIK INDUSTRI VOL. 3, NO., JUNI 200: - 8 Phadke, Madhav S., 989. Quality Egieerig Usig Robust Desig. New Jersey: Pretice Hall Ic. Taguchi, Geichi, 987. System of Experimetal Desig. Vol. & 2. New York: UNIPUB/ Kraus Iteratioal Publicatios. 8