Mengelola Eksperimen. 17 Oktober 2013

Transkripsi

1 Mengelola Eksperimen 17 Oktober 013

2 8 langkah mengelola eksperimen Perencanaan eksperimen Langkah 1 : mendefinisikan masalah Langkah : menentukan tujuan Langkah 3 : mendefinisikan karakteristik kualitas Langkah 4 : mendesain eksperimen Pembentukan eksperimen Langkah 5 : membentuk eksperimen Menganalisa hasil eksperimen Langkah 6 : menganalisa dan menginterpretasi hasil eksperimen Langkah 7 : meramalkan rata-rata proses Menguji hasil eksperimen Langkah 8 : mengadakan eksperimen konfirmasi

3 Langkah 1 Mendefinisikan masalah Memastikan bahwa masalahnya adalah benar. Dapatkan catatan dari proses yang sedang, berlangsung baik yang berhubungan dengan rata-rata maupun standar deviasi atau diagram proses kontrol.

4 Langkah 1 Mendefinisikan masalah Contoh : Bagaimana menentukan setting optimal pada faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan gypsum interior ditinjau dari kekuatan bahan (compressive strength), agar dapat meningkatkan kekuatan gypsum interior terhadap gaya desak.

5 Langkah Menentukan tujuan Langkah yang paling penting dalam eksperimen. Tujuan seharusnya ditentukan dengan hati-hati dan dengan tepat untuk mengurangi berbagai kemungkinan kesalahpahaman.

6 Langkah Menentukan tujuan Contoh : 1. Menentukan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan gypsum interior yang dihasilkan berdasarkan uji kuat desak.. Menentukan Analisis of variance (Anova) dan menghitung Signal to Noise Ratio (SN ratio). 3. Menentukan setting level terbaik dari faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan gypsum interior berdasarkan uji desak. 4. Menghitung quality loss function untuk mengetahui kerugian yang diakibatkan adanya produk yang cacat.

7 Langkah 3 Mendefinisikan karakteristik kualitas Jika mungkin, karakteristik kualitas didefinisikan baik yang berhubungan dengan unit terukur (karakteristik ukuran) sebagai lawan dari klasifikasi (karakteristik atribut). Pokok-pokok persoalan yang dikumpulkan untuk mendapatkan data karakteristik kualitas yang akurat dan handal meliputi unit ukuran, lingkungan yang terukur seperti suhu dan waktu, alat yang digunakan untuk mengukur, keakuratan alat, memerlukan keakuratan yang terbaca, siapa yang mengukur dan apakah data variabel atau data atribut.

8 Langkah 3 Mendefinisikan karakteristik kualitas Contoh : Karakteristik kualitas yang akan diteliti adalah larger the better untuk kuat desak (compressive strength). Dalam pembuatan produk gypsum interior ini, ditemukan produk-produk yang cacat. Yang dimaksud cacat disini adalah permukaan yang tidak rata, patah, retakretak, pinggiran yang tidak rata.

9 Langkah 3 Mendefinisikan karakteristik kualitas Contoh : Dari produk-produk cacat tersebut, patah merupakan kecacatan yang tidak bisa diperbaiki. Patah-patah disebabkan karena pada saat pengangkatan proses pemukulan pada cetakan terlalu keras. Patah dalam gypsum interior ini dapat dikurangi apabila memiliki campuran bahan yang tepat sehingga mempunyai kekuatan yang tinggi dan uji yang tepat untuk mengurangi kecacatan ini adalah uji desak (compressive strength).

10 Langkah 4 Mendesain eksperimen Mengidentifikasi faktor terkendali dan gangguan dan levelnya. Mengidentifikasi kondisi uji untuk mengevaluasi karakteristik kualitas. Faktor terkendali ditempatkan dalam faktor terkendali array (inner). Faktor gangguan ditempatkan dalam faktor gangguan array (outer). Langkah selanjutnya yaitu mendesain matriks untuk memilih orthogonal array yang tepat

11 Langkah 5 Membentuk eksperimen Meneruskan matriks eksperimen dan mengumpulkan data.

12 Langkah 6 Menganalisa dan menginterpretasi hasil eksperimen Analisa data dengan menggunakan tabel respon, grafik respon dan analisis varian. Hasil analisis mengidentifikasi level optimal untuk faktor-faktor terkendali.

13 Langkah 7 Meramalkan rata-rata proses Setelah level optimal diidentifikasi, kemudian memperkirakan performansi dari karakteristik kualitas dibawah level optimal dan membangun interval kepercayaan. Merupakan langkah kritis untuk menguji apakah hasil eksperimen dapat diterima dengan memperhatikan faktor-faktor terkendali yang diteliti.

14 Langkah 8 Mengadakan eksperimen konfirmasi Mengikuti dari hasil analisis eksperimen, perlu untuk meneruskan konfirmasi eksperimen. Eksperimen konfirmasi perlu untuk membuktikan performansi yang diramalkan. Jika hasil eksperimen konfirmasi membuktikan performansi yang diramalkan, maka kondisi optimum dapat diterapkan dalam proses. Jika sebaliknya, maka desain eksperimen seharusnya dievaluasi lagi dan eksperimen tambahan yang diperlukan.

15 METODOLOGI PENELITIAN Latar belakang dan perumusan masalah Tujuan dan manfaat penelitian Studi pustaka Studi lapangan Identifikasi karakteristik kualitas Penentuan faktor berpengaruh Penentuan setting level faktor Penentuan orthogonal array

16 METODOLOGI PENELITIAN Pelaksanaan eksperimen tahap 1 Perbaiki spesifikasi Tidak Cp 1 Penentuan perbaikan orthogonal array Ya Pelaksanaan eksperimen tahap Perhitungan Analisis variansi (Anova) Perhitungan Signal to Noise Ratio Setting level optimal

17 METODOLOGI PENELITIAN Pelaksanaan eksperimen konfirmasi Perhitungan confidence interval nilai estimasi Perhitungan confidence interval eksperimen konfirmasi Perhitungan total Quality Loss Function Analisis dan interprestasi hasil Kesimpulan dan saran

18 PENENTUAN KARAKTERISTIK KUALITAS Agar produk gypsum interior yang dihasilkan dapat memenuhi keinginan konsumen, maka gypsum interior harus memiliki kekuatan maksimal. Untuk itu, tipe karakteristik kualitas yang akan diteliti adalah larger the better untuk kuat desak (compressive strength) produk gypsum interior.

19 PENENTUAN FAKTOR BERPENGARUH Faktor-faktor yang diperkirakan berpengaruh terhadap hasil karakteristik kualitas produk gypsum interior, diidentifikasikan melalui pengamatan dan wawancara dengan pihak operator. Dalam penelitian ini hanya akan mengikutsertakan faktor-faktor yang berpengaruh, faktor-faktor yang telah diidentifikasikan, kemudian dipilih faktor yang memungkinkan untuk dilibatkan dalam eksperimen.

20 PENENTUAN FAKTOR BERPENGARUH No. Faktor Terkendali Ukuran 1. Rowing gr. Air cc 3. Suhu ruangan 0 C 4. Waste gr 5. Kelembaban ruangan Atm 6. Minyak cc 7. Lama pengeringan menit 8. Komposisi gypsum plaster gr

21 PENENTUAN FAKTOR BERPENGARUH No. Faktor Terkendali Kondisi perlakuan 1. Lama Pengeringan 15 menit. Air 1500 ml 3. Gypsum Plaster 000 gr 4. Rowing 10 gr 5. Minyak 10 ml

22 PENENTUAN FAKTOR BERPENGARUH No. Faktor Terkendali Kondisi perlakuan 1. Lama Pengeringan 7 menit. Air 180 ml 3. Gypsum Plaster 60 gr 4. Rowing 0.5 gr 5. Minyak 1.5 ml

23 PENENTUAN SETTING LEVEL FAKTOR Penentuan setting level didasarkan pada batasan operasional yang dilakukan saat ini oleh perusahaan dan perubahan yang masih mungkin agar hasil eksperimen sedekat mungkin dengan kenyataan.

24 PENENTUAN SETTING LEVEL FAKTOR Kode Faktor dalam eksperimen Level 1 Level Satuan A Lama Pengeringan 5 10 menit B Air cc A x B Lama Pengeringan x Air C Gypsum Plaster gram D Rowing 0 1 gram B x C Air x Gypsum Plaster E Minyak 1 cc

25 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Menentukan derajat kebebasan dan orthogonal array. Eksperimen ini menggunakan 5 faktor terkendali (A, B, C, D dan E) dengan level untuk tiap-tiap faktor dan interaksi A x B dan B x C.

26 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Faktor/interaksi Derajat Kebebasan Total A, B, C, D, E 5 x ( - 1) 5 A x B dan B x C {( 1) x ( 1)} Total derajat kebebasan 7

27 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Memilih linear graph yang diperlukan A A x B D E B B x C C

28 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Disesuaikan dengan tabel linear graph standar

29 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Menyesuaikan linear graph A D E A x B B B x C C

30 PENENTUAN ORTHOGONAL ARRAY Penugasan faktor dan interaksi dalam orthogonal array No A B A x B C D B x C E

31 EKSPERIMEN TAHAP 1 Eksperimen tahap 1 dilakukan untuk mengetahui apakah proses telah memenuhi spesifikasi. Jumlah sampel yang diambil untuk eksperimen tahap 1 ini adalah 30. Sampel diambil berdasarkan proses dan level faktor yang berjalan saat ini di perusahaan. Tahap ini terdiri dari eksperimen awal, pembuatan grafik proses dari eksperimen tahap 1, dan perhitungan indeks kemampuan proses.

32 EKSPERIMEN TAHAP 1 No. Nilai (kg/cm ) No. Nilai (kg/cm ) No. Nilai (kg/cm ) 1 33, , ,48 1, , 43, , , , 4 41, , , , , , , , , , , , , ,09 9 4, , , ,04 0 3, ,87

33 EKSPERIMEN TAHAP 1 Dari data diatas, dapat diketahui nilai rata-rata sebagai berikut: µ = 30 n= 1 n x µ = =

34 EKSPERIMEN TAHAP 1 Sedangkan nilai standar deviasi untuk data diatas adalah σ = n σ = = 7.0 ( x µ ) ( 1) ( ) + ( ) ( ) + ( ) 9

35 EKSPERIMEN TAHAP Kuat Tekan (Kgf/cm) Sample Kuat tekan produk gypsum Batas Atas Spesifikasi Batas Bawah Spesifikasi

36 PERHITUNGAN INDEKS KEMAMPUAN PROSES USL LSL 6σ C P ( kuattekan ) = = = 1.55 Indeks kemampuan proses yang dihasilkan adalah 1.55, sehingga eksperimen dapat dilanjutkan karena proses mempunyai potensi tinggi untuk memenuhi spesifikasi.

37 EKSPERIMEN TAHAP A B A x B C D B x C E

38 EKSPERIMEN TAHAP Rep 1 (kg/cm ) Rep (kg/cm ) Rep 3 (kg/cm ) Rep 4 (kg/cm ) Rata-rata (kg/cm ) 45, 43,48 47,83 43,91 45,11 8,70 3,48 6,09 4,35 5,65 47,83 49,57 50,43 46,96 48,70 41,30 39,13 39,13 39,13 39,67 53,91 5,17 56,5 51,30 53,48 33,48 34,78 3,61 30,87 3,93 45,65 44,35 47,83 46,96 46,0 54,35 55, 5,17 51,30 53,6

39 PERHITUNGAN ANOVA Membuat tabel respon A B A x B C D B x C E Level 1 39,78 39,9 4,55 48,37 45,00 47,88 40,98 Level 46,47 46,96 43,70 37,88 41,5 38,37 45,7 Selisih 6,68 7,66 1,14 10,49 3,75 9,51 4,9 Ranking

40 PERHITUNGAN ANOVA Membuat tabel interaksi A1 A C1 C B1 35,380 43,07 49,93 9,93 B 44,185 49,78 47,446 46,467

41 Grafik respon RESPONSE GRAFIK COMPRESSIVE STREGHT 5 A1 A B1 B A1xB1 A1xB C1 C D1 D B1xC1 B1xC E1 E A1 A C1 C FACTORS/LEVELS

42 Anova sebelum dipooling Source Sq V Mq F-ratio Sq' rho % F-tabel A 357, ,49 108,06 354,18 1, B 469, ,78 14,01 466,47 16, A x B 10,4 1 10,4 3,15 7,11 0,6 4.6 C 880, ,17 66,06 876,87 31, D 11, ,50 34,01 109,19 3, B x C 73, ,65 18,75 70,34 5, E 147, ,47 44,58 144,16 5, e 79,40 4 3,31 1,00 10,55 3,69 St 780, , ,88 100,00 Sm 5951,5 1 ST 693,4 3

43 Anova setelah dipooling Source Pool Sq v Mq F-ratio Sq' rho % A 357, ,49 7,59 344,54 1,39 B 469, ,78 36,6 456,8 16,43 A x B Y 10,4 1 10, C 880, ,17 67,94 867, 31,19 D Y 11, , B x C 73, ,65 55,86 710,70 5,56 E Y 147, , E Y 79,40 4 3, Pooled e 349,79 7 1,96 1,00 401,61 14,44 St 780, , ,88 100,00 Sm 5951,5 1 ST 693,38 3

44 PERHITUNGAN SIGNAL TO NOISE RATIO SN = Log = A B A x B C D B x C E SNR , , , , , , , ,5

45 Respon tabel untuk signal to noise ratio A B A x B C D B x C E Level 1 31,7 31,51 3,4 33,66 3,91 33,5 3,16 Level 33,17 33,38 3,64 31,3 31,97 31,36 3,73 Selisih 1,45 1,86 0,40,43 0,94,16 0,57 Ranking

46 Tabel interaksi untuk signal to noise ratio A1 A C1 C B1 30,587 3,437 33,807 9,18 B 3,851 33,899 33,510 33,40

47 Grafik respon untuk signal to noise ratio 35,00 RESPONSE GRAFIK SNR 34,00 33,00 3,00 31,00 30,00 9,00 8,00 COMPRESSIVEE STREGHT 7,00 A A1 A B1 B A1xB1 A1xB C1 C D1 D B1xC1 B1xC E1 E A1 C1 C FAKTORS/LEVELS

48 Anova untuk SNR sebelum dipooling Source Sq V Mq F-ratio Sq' Rho % A 4, ,198-4,198 11,996 B 6, ,940-6,940 19,83 A x B 0,3 1 0,3-0,3 0,919 C 11, ,806-11,806 33,737 D 1,76 1 1,76-1,76 5,035 B x C 9,34 1 9,34-9,34 6,64 E 0, ,644-0,644 1,839 e 0,000 0 St 34, ,999 34, ,000 Sm 840,744 1 ST 8455,739 8

49 Anova untuk SNR setelah dipooling Source Pool Sq v Mq F-ratio Sq' rho % A 4, ,198 4,618 3,89 9,398 B 6, ,940 7,635 6,031 17,34 A x B Y 0,3 1 0, C 11, ,806 1,988 10,897 31,139 D Y 1,76 1 1, B x C 9,34 1 9,34 10,57 8,415 4,045 E Y 0, , Pooled e,77 3 0,909 1,000 6,363 18,183 St 34, ,999 34, ,000 Sm 840,744 1 ST 8455,739 8

50 PENENTUAN SETTING LEVEL OPTIMAL Perbandingan pengaruh faktor y σ Affects Use A 4 4 Tidak berpengaruh A B 3 3 Tidak berpengaruh B C 1 1 Tidak perpengaruh C1 D X X Tidak berpengaruh D1 E X X Tidak berpengaruh E

51 PENENTUAN SETTING LEVEL OPTIMAL Level optimal dalam eksperimen Kode Faktor dalam eksperimen Level Optimal Nilai A Lama Pengeringan Level 140 % B Air Level 110 % A x B Lama Pengeringan x Air AB - C Gypsum Plaster Level 1 90 % D Rowing Level 1 0 % B x C Air x Gypsum Plaster B1C1 - E Minyak Level 130 %

52 EKSPERIMEN KONFIRMASI No. Nilai (kg/cm ) No. Nilai (kg/cm ) 1 53, ,35 45, , ,5 8 44, , , , ,6

53 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL ( ) ( ) ( ) = = y C B A Y C y B y A y µ predicted ( ) = + + = + + = y C B A

54 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL n eff = = 8 CI 0.05,1. 7 = F x Ve x 1 neff 1 CI = 4.1 x 1.96 x 8 = ±.611

55 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL µ predicted CI µ predicted µ predicted + CI µ predicted µ predicted 58.11

56 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL CI = F 0.05,1.7 x Ve x 1 neff + 1 r CI = 4.1 x 1.96 x = ±3.503

57 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL µ konfirmasi CI µ konfirmasi µ konfirmasi + CI µ konfirmasi µ konfirmasi

58 PERHITUNGAN CONFIDENCE INTERVAL

59 PERHITUNGAN QUALITY LOSS FUNCTION Sebelum Optimasi Setelah Optimasi Rata-rata 39,33 51,96 Standart Deviasi 7,01 4,44 Mean Square Deviation 1595, ,555

60 PERHITUNGAN QUALITY LOSS FUNCTION 1 3 ( ) + σ k 1 L Y = µ µ Quality loss function untuk perusahaan Quality loss function untuk konsumen

61 Quality loss function untuk perusahaan Dalam perhitungan quality loss function, terdapat nilai koefisien untuk fungsi kerugian yang terdiri dari A 0 dan. Nilai A 0 adalah nilai kerugian yang harus ditanggung oleh perusahaan jika produknya patah. Nilai A 0 adalah biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk membuat satu buah gypsum interior.

62 Quality loss function untuk perusahaan Perhitungan nilai A 0 untuk perusahaan No. Nama bahan Dibeli Dipakai Harga per kg Harga total (Rp) 1. Gypsum plaster 4000 gr 000 gr Rowing 1500 gr 10 gr Minyak 000 ml 10 ml Total 1615

63 Quality loss function untuk perusahaan Sedangkan nilai adalah batas spesifikasi minimal produk mampu menahan tekanan yaitu sebesar 15 kg/cm. Sehingga diperoleh nilai koefisien untuk fungsi kerugian perusahaan sebagai berikut. 0 k = A = = Rp ( ) = 1 3σ µ µ L Y

64 Quality loss function untuk perusahaan 1 3σ ( ) L Y kondisi.. aktual = µ µ = = Rp57,301 /produk.

65 Quality loss function untuk perusahaan 1 3σ ( ) L Y kondisi.. optimal = µ µ 4.44 = = Rp137,539 /produk

66 Quality loss function untuk perusahaan Costsaving ([ MSD] [ ] ) kondisi MSD = k.. aktual optimum = ( 0, ,000379) = Rp119,76 /produk.

67 Quality loss function untuk konsumen Nilai A 0 diperoleh dari harga beli konsumen terhadap produk gypsum interior yaitu sebesar Rp. 7000,-. Sedangkan nilai 0 adalah nilai minimum untuk kuat desak yaitu sebesar 15 kgf/cm. Sehingga koefisien biaya untuk fungsi kerugian konsumen adalah k = A 0 = = Rp

68 Quality loss function untuk konsumen 1 3σ ( ) L Y = µ 1 3σ ( ) L Y kondisi.. aktual µ = µ µ = = Rp1.115,37 /produk. = Rp5,576 /cm

69 Quality loss function untuk konsumen 1 3σ ( ) L Y kondisi.. optimal = µ = = Rp596,146 = Rp,981 /cm µ /produk.

70 Quality loss function untuk konsumen Costsaving ([ MSD] [ ] ) kondisi MSD = k.. aktual optimum = ( 0, ,000379) = = Rp519,091 Rp,596 /cm /produk.

71 Perbandingan kondisi sebenarnya dengan kondisi optimal