DESIGN EXPERIMENT

DESIGN EXPERIMENTTIP-FTP-UB

Pengampu: Azimmatul Ihwah, S.Pd, M.ScDefinitionDesign experiment/rancangan percobaan (rancob) adalah tata cara penerapan tindakan dalam suatu percobaan pada kondisi atau lingkungan tertentu yang selanjutnya dijadikan dasar penataan dan metode analisis statistik terhadap data hasilnya.

Ada 3 unsur dalam rancangan percobaanUlangan (replication)Pengendalian lingkungan (local control) Perlakuan (treatment)Unsur-unsur dalam Design ExperimentUlangan (replication)Ulangan adalah frekuensi (banyaknya) suatu perlakuan yang diselidiki dalam suatu percobaan. Tujuan ulangan: Menduga ragam galatMemperkecil galatMeningkatkan ketelitian

Local control(pengendalian lingkungan)Merupakan upaya pengendalian kondisi lapangan yang heterogen menjadi relatif homogen.Terutama digunakan pada percobaan yang dilakukan di lapangan seperti di sawah, ladang dan kebun percobaan.Tujuan:Menekan galat/eror

Perlakuan (treatment)Adalah semua tindakan trial and error yang dilakukan terhadap suatu objek, yang pengaruhnya akan diselidiki untuk menguji hipotesis.Jenis perlakuan:Menurut faktor kualitas (mutu), misalnya: mutu macam alat, mutu laboratorium uji, mutu bahan baku, mutu pabrik, mutu SDM.Menurut faktor kuantitas, misalnya: takaran bahan baku, kandungan nutrisi produkBasic assumptionAnalisis yang digunakan pada rancangan percobaan adalah Analysis of Variance = ANOVA.ANOVA memerlukan beberapa asumsi yang harus dipenuhi sebagai berikut:Setiap populasi asal sampel beristribusi normal.Populasi-populasi mempunyai variansi yang sama (homogenitas variansi)Masing-masing populasi saling independen dan masing-masing data saling independen dengan kelompoknya.Aditivitas pengaruh perlakuan dan pengaruh nonperlakuan diperoleh jika keduanya tidak terjadi interaksi

Beberapa istilah terkaitUnit percobaan adalah unit terkecil dalam suatu percobaan yang diberi suatu perlakuanSatuan pengamatan adalah anak gugus dari unit percobaan, tempat dimana respon perlakuan diukurFaktor adalah peubah/variable bebas yang dicobakan dalam percobaan sebagai penyusun struktur perlakuanTaraf/level adalah jenis-jenis suatu faktor yang dicobakan dalam percobaanVariabel dependen adalah variabel yang terukur dalam penelitianContohPenelitian kandungan nitrogen dari tanaman bawah (bagian akar) satu jenis Trifolium setelah ditulari bakteri dengan 4 strain Rhizobium melioti yang berbeda. Empat perlakuan diberikan, yaitu A, B, C dan D. Penularan dilakuan dirumah kaca, dimana setiap perlakuan dilaksanakan pada 4 empat pot dengan masing-masing ulangan 3 kali. Jadi dalam rumah kaca terdapat 12 pot dengan masing-masing tanaman Trifolium yang serupa dan penularannya dilakukan pada hari dan jam yang sama. Setelah ditulari, setiap pot diukur kandungan nitrogennya.Unit percobaan: pot-pot tanamanSatuan pengamatan: akar tanaman jenis TrifoliumFaktor: strain Rhizobium meliotiTaraf/level: strain A, B, C dan DVariabel dependen: kandungan nitrogenRANCANGAN ACAK LENGKAP (RAL)Randomized Complete DesignJenis Rancangan Acak LengkapRAL dengan ulangan samaRAL dengan ulangan tidak samaRAL dengan ulangan samaAdalah Rancangan Acak Lengkap yang mempunyai jumlah ulangan sama untuk setiap perlakuan.Randomisasi pada RAL ulangan samaJika unit-unit percobaan dalam RAL ditempatkan dalam cawan-cawan, agar unit-unit percobaan ini tidak saling mempengaruhi sehingga tidak terjadi interaksi antar sesama unit maka dilakukan pengacakan (randomisasi).Pengacakan RAL dilakukan secara lengkap.Misalnya diteliti pengaruh 3 konsentrasi zat yang ditambahkan terhadap daya simpan produk roti basah, dimana setiap konsentrasi mempunyai jumlah ulangan yang sama 4 kali. Jadi ada 3 x 4 = 12 unit percobaanRandomisasi pada RAL dengan ulangan sama (lanjutan)ContohK11K23K22K21K14K13K31K12K34K32K24K33Analisis Data Pada RAL ulangan samaFormulasiTabel ANOVA untuk RAL ulangan samaRAL dengan ulangan tidak samaAdalah Rancangan Acak Lengkap yang mempunyai jumlah ulangan tidak sama untuk setiap perlakuan.Randomisasi pada RAL dengan ulangan tidak sama dilakukan serupa dengan RAL dengan ulangan sama, yaitu randomisasi dilakukan secara lengkap pada keseluruhan unit percobaan yang digunakan.Analisis data pada RAL dengan ulangan tidak samaFormulasiTabel ANOVA untuk RAL ulangan tidak samaContoh soal

Jawab contoh soalRancangan Acak Kelompok (RAK)/Completely Randomized Block Design (RCBD)Contoh kasusIngin mengetahui pengaruh jenis terapi motivasi terhadap produktivitas karyawanFaktor: jenis terapi motivasiApakah ada faktor lain yang mempengaruhi produktivitas karyawan? Kemungkinan bisa, yaitu dari jabatan, jenis kelamin, umur.Bila umur, jenis kelamin, atau jabatan karyawan sama, maka tidak perlu menggunakan RAK, tetapi gunakan saja RAL.Akan tetapi jika faktor lain yang dapat mempengaruhi respon (produktivitas) selain faktor utama TIDAK DAPAT DISERAGAMKAN / DIKENDALIKAN oleh peneliti, maka digunakan RAK.Randomisasi pada RAKMisal terdapat 5 perlakuan, yaitu A, B, C, D dan E dengan 4 kelompok. Jadi terdapat 5 x 4 = 20 unit percobaan.Model randomisasi unit-unit percobaan sebagai berikutKelompok 1Kelompok 2Kelompok 3Kelompok 4ABADBDCACABEDCECEEDBAnalisis data pada RAKFormulasiTabel ANOVA untuk RAKContoh soalSeorang manufacturer ingin menguji apakah 4 metode terapi motivasi memberikan efek berbeda pada produktivitas karyawan di suatu perusahaan pada significance level 5%. Setelah terapi dilakukan, skor produktifitas karyawan dihitung dengan interval nilai 10-100. Dimana karyawan yang digunakan sebagai sampel untuk setiap metode terapi dikelompokkan berdasarkan umur, yaitu umur 26-35 tahun, 36-45 tahun, dan di atas 45 tahun. Datanya sebagai berikutKelompokMetode TerapiTOTALABCD26-358580959435436-4575768078309>4570798866303TOTAL230235263238966