Transcript handout Kuliah - Nugraha Edhi Suyatma

RANCANGAN PERCOBAAN
(EXPERIMENTAL DESIGN)
Ke-1
Dr. Ir. Nugraha E. Suyatma, DEA
Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr.
PS. SUPERVISOR JAMINAN MUTU PANGAN
PROGRAM DIPLOMA - IPB
RANCANGAN PERCOBAAN
 Rancangan formal utk menjalankan percobaan,
yang mencakup pemilihan respon, faktor, taraf,
blok, dan perlakuan serta penggunaan cara
tertentu yaitu replikasi, pengacakan, dan
pengelompokan
PRINSIP DASAR
Dalam suatu Rancob, data yg dianalisis
statistika dikatakan sah atau valid apabila
data tersebut diperoleh dari suatu
percobaan yang memenuhi tiga prinsip
dasar yaitu:
1. Harus ada Pengulangan (replication).
2. Pengacakan (randomization)
3. Pengendalian lingkungan (local control)
1. Pengulangan (Replication)
• Pengalokasian suatu perlakuan tertentu thd bbrp unit
percobaan pada kondisi seragam.
• Contoh: Suatu percobaan penggunaan bahan pengental
CMC dengan tiga dosis berbeda: 2%, 5% dan 10% (w/v)
pada pembuatan saus tomat. Masing-masing dosis CMC
tersebut diterapkan pada r unit percobaan.
Perlakuan Dosis CMC (%)
2% (w/v)
U1
U2
10% (w/v)
5% (w/v)
U3
U1
U2
U3
U1
U2
U3
Pengulangan bertujuan untuk:
• Menduga ragam dari galat percobaan,
• Meningkatkan ketepatan percobaan: memperkecil
simpangan baku, nilai tengah perlakuan, dan
mengendalikan ragam galat percobaan.
• Banyaknya ulangan tergantung pada (a) derajat
ketepatan yang dikehendaki, (b) homogenitas bahan
percobaan, (c) rancangan percobaan, (d) biaya dan
waktu.
2. Pengacakan (Randomization)
• Menjamin setiap perlakuan memperoleh peluang yg
sama utk diberikan pada sembarang unit percobaan.
• Acak tidak sama dengan sembarangan, maka
dilakukan dengan pengundian (pelemparan uang
logam/dadu) atau menggunakan tabel bilangan acak.
• Untuk memastikan bhw akan diperoleh nilai-dugaan
yang sahih atau tak bias bagi nilaitengah perlakuan,
beda antar nilaitengah, dan galat percobaan.
• Tanpa pengacakan (perlakuan diberikan pada unit
percobaan dengan pola tertentu) mempunyai resiko
galat percobaan terlalu besar atau kecil.
3. Pengendalian Lingkungan (Local Control)
• Usaha mengendalikan keragaman akibat heterogenitas
kondisi lingkungan.
• Dilakukan dg pengelompokan (blocking) satu/banyak
arah. Pengelompokan yang baik adalah jika keragaman
dalam kelompok lebih kecil dari keragaman antar
kelompok.
• Kelompok dibuat berdasarkan kondisi atau karakteristik
obyek percobaan dg syarat kelompok tidak berinteraksi
dg perlakuan.
Terminologi dalam Rancob
1. Perlakuan (Treatment)
• Suatu prosedur atau metode yang diterapkan pada unit
percobaan. Prosedur yang diterapkan dapat berupa
pemberian jenis Emulsifier yang berbeda, dosis emulsifier
yang berbeda, penggunaan suhu proses yang berbeda,
lama waktu proses yang berbeda, kombinasi dari
perlakuan, dll.
• Contoh:
• Seorang R&D staff di Industri Saus Tomat ingin
mengembangkan produk baru dengan menggunakan:
Dua jenis puree tomat dari suplier yg berbeda, dua jenis
emulsifier (CMC dan Gum Arab) dengan dosis yang sama
yaitu 10% (w/v).
Terminologi dalam Rancob
2. Unit Percobaan
• Unit percobaan adalah unit terkecil dalam suatu Rancob yang
diberi suatu perlakuan.
• Terdiri dari obyek-obyek, bahan-bahan, atau unit-unit untuk yang
mana perlakuan-perlakuan diterapkan.
3. Satuan Pengamatan
• Satuan pengamatan adalah anak gugus dari unit percobaan
dimana respon perlakuan diukur.
Terminologi dalam Rancob
4. Faktor
• Suatu “faktor” adalah satu dari peubah-peubah terkendali atau tak
terkendali yg berpengaruh terhadap suatu respon yang dipelajari
dalam percobaan.
• Kuantitatif : konsentrasi (%), suhu (oC), waktu (jam), dsb.
• Kualitatif : jenis bahan, cara pengolahan, dsb.
5. Taraf (Level)
• “Taraf-taraf” suatu faktor adalah nilai-nilai faktor yang diuji dalam
percobaan.
Syarat-Syarat dan Cara-Cara
Untuk Percobaan yang Baik
1. Percobaan harus mempunyai tujuan-tujuan yg
didefinisikan dengan teliti. Pendefinisian tujuan
memerlukan pengetahuan khusus peneliti dalam
permasalahan yang dipelajari, dan mencakup hal-hal
dalam pemilihan : (a) faktor, (b) bahan, prosedur,
peralatan, (c) satuan ukuran faktor dan metode
pengukuran.
2. Sedapat mungkin, pengaruh dari faktor tidak dikaburkan
oleh peubah-peubah lain. Penggunaan pola percobaan
yang cocok akan membantu membebaskan
pembandingan perhatian dari pengaruh peubah tak
terkendali dan menyederhanakan analisis hasil.
Syarat-Syarat dan Cara-Cara
Untuk Percobaan yang Baik
3. Sedapat mungkin, percobaan terbebas dari bias, baik
secara sadar maupun tidak. Penggunaan
pengelompokan terencana, pengacakan, dan
pengulangan.
4. Percobaan harus memberikan ragam galat percobaan
(presisi). Penerapan pengulangan memberikan ragam
tersebut dan pengacakan memastikan kesahihannya.
5. Presisi percobaan cukup memenuhi tujuan-tujuan
percobaan. Presisi yang tinggi dapat dicapai dengan
penyempurnaan dalam pengukuran, teknik percobaan,
pengelompokan, dan pengulangan.
RANCANGAN PERCOBAAN
satu kesatuan dari rancangan perlakuan,
rancangan lingkungan, dan rancangan
pengukuran
Rancangan Perlakuan
• berkaitan dg pembentukan perlakuan-perlakuan.
Rancangan Lingkungan
• berkaitan dg penempatan perlakuan-perlakuan pada
unit-unit percobaan.
Rancangan Pengukuran
• berkaitan dg pengambilan respon dari unit-unit
percobaan.
RANCANGAN PERLAKUAN
1. Satu Faktor
2. Dua Faktor
a.Faktorial:
- Bersilang
- Tersarang
b.Split Plot
c. Split Blok
RANCANGAN PERLAKUAN
3. Tiga Faktor atau lebih
a.Faktorial
- Bersilang
- Tersarang
- Campuran (bersilang sebagian & tersarang
sebagian)
b.Split-split Plot
c. Split-split Blok
RANCANGAN LINGKUNGAN
Rancangan acak lengkap (RAL)
Rancangan acak kelompok lengkap (RAKL)
Rancangan bujur sangkar latin (RBSL)
Rancangan Lattice
- Lattice seimbang
- Triple Lattices
- Quadruple Lattices
Percobaan Satu Faktor
(Single Factor Experiments)
• Rancob yg melibatkan satu faktor dengan beberapa
taraf sebagai perlakuan. Contoh: Percobaan laju
pengeringan dan mutu teh hitam yang dihasilkan dengan
menggunakan suhu oven pengering: 70, 80 dan 90oC.
Dapat diterapkan pada berbagai rancangan lingkungan:
1. Rancangan Acak Lengkap (Completely Randomize
Design)
2. Rancangan Acak Kelompok Lengkap (Randomize
Complete Block Design)
3. Rancangan Bujur Sangkar Latin (Latin Square Design)