Page 1
PERANCANGAN EKSPERIMEN PADA
KOMBINASI JENIS, SUHU DAN SPEED
AGITATOR OIL QUENCHING UNTUK
MENURUNKAN TINGKAT DEFORMASI
PART SHAFT BOLT DI PT PAMETINDO
Oleh
Frimadona Banurea
Nim : 004201105044
Laporan Skripsi diajukan kepada Fakultas Teknik President
University untuk memenuhi persyaratan akademik mencapai
gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Industri
2015
Page 2
ii
LEMBAR REKOMENDASI PEMBIMBING
Skripsi berjudul “Perancangan Eksperimen Pada
Kombinasi Jenis, Suhu dan Speed Agitator Oil
Quenching Untuk Menurunkan Tingkat Deformasi
Part Shaft Bolt Di PT Pametindo” yang disusun dan diajukan
oleh Frimadona Banurea sebagai salah satu persyaratan untuk
mendapatkan gelar Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik telah
ditinjau dan dianggap memenuhi persyaratan sebuah skripsi. Oleh
karena itu, Saya merekomendasikan skripsi ini untuk maju sidang.
Cikarang, Indonesia, 19 Mei 2015
Anastasia Lidya Maukar, ST., MSc., MMT
Page 3
iii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Perancangan
Eksperimen Pada Kombinasi Jenis, Suhu dan Speed
Agitator Oil Quenching Untuk Menurunkan Tingkat
Deformasi Part Shaft Bolt Di PT Pametindo” adalah hasil
dari pengetahuan terbaik Saya dan belum pernah diajukan ke
Universitas lain maupun diterbitkan baik sebagian maupun secara
keseluruhan.
Cikarang, Indonesia, 19 Mei 2015
Frimadona Banurea
Page 4
iv
PERANCANGAN EKSPERIMEN PADA
KOMBINASI JENIS, SUHU DAN SPEED
AGITATOR OIL QUENCHING UNTUK
MENURUNKAN TINGKAT DEFORMASI
PART SHAFT BOLT DI PT PAMETINDO
LEMBAR PHAN
Oleh
Frimadona Banurea
NIM. 004201105044
Disetujui oleh
Anastasia Lidya Maukar, ST., MSc., MMT
Pembimbing Skripsi 1
Ir. Andira, MT
Pembimbing Skripsi 2
Herwan Yusmira, B.Sc., MET., MTech
Kepala Program Studi Teknik Industri
Page 5
v
ABSTRAK
PT PAMETINDO adalah perusahaan yang bergerak dibidang jasa pengerasan
material logam (Metal Treatment). Salah satu customer PT PAMETINDO ialah
PT HIKI yang merupakan perusahaan pembuat part shaft bolt untuk komponen
traktor pertanian. Bagian Quality Inspection mencatat bahwa tingkat deformasi
yang terjadi dari Januari hingga Maret 2015 mencapai 16.9% dari total part shaft
bolt yang telah diproses. Faktor-faktor penyebab tingginya efek deformasi telah
ditemukan dengan fish bone diagram yaitu jenis oli, suhu oli dan speed agitator
pengadukannya sehingga Design of Experiment dapat diterapkan. Dengan
pertimbangan ketersediaan material dan kondisi perusahaan maka metode yang
paling efisisen ialah Rancangan Acak Lengkap Faktorial 33. Hasil percobaan
memberikan rekomendasi parameter proses baru yaitu menggunakan jenis oli
SAE50 dengan suhu oli 1300C dan Speed agitator 450RPM dari yang sebelumnya
jenis oli SAE20 dengan suhu oli 700C dan Speed agitator 500RPM. Parameter
proses yang baru tersebut mampu menurunkan efek deformasi dari 16,9% menjadi
1,75% namun juga menurunkan nilai hardness dari HRC37 menjadi HRC26
(spesifikasi HRC25~40). Penerapan parameter baru membutuhkan total biaya
sebesar Rp. 99.648.589 dan penurunan biaya produksi sebesar Rp.420.430 per lot
proses maka BEP ialah 237,016 lot yang dapat dicapai dalam kurun waktu sekitar
2 bulan.
Kata Kunci: Metal treatment, Deformasi, Hardness, Part Shaft Bolt, Design of
Experiment, Rancangan Acak Lengkap, Faktorial.
Page 6
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus karena kasih-Nya, penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul Perancangan Eksperimen Untuk Mengamati
Pengaruh Jenis Dan Suhu Oil Quenching Serta Kecepatan Putaran Agitator
Pengadukan Terhadap Tingkat Deformasi Part Bolt Shaft Di PT.Pametindo ini.
Penelitian ini merupakan salah satu syarat bagi penulis untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Industri President University.
Melalui kesempatan yang sangat baik ini, penulis ingin menyampaikan ucapan
terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan
penelitian ini, terutama kepada yang terhormat:
1. Orang tua serta Keluarga penulis, yang mendukung penulis untuk
menyelesaikan studi S1 ini.
2. Bapak Dr.-Ing Erwin Sitompul selaku Dekan Fakultas Teknik President
University.
3. Bapak Herwan Yusmira., B.Sc., MET., MTech selaku Kepala Program Studi
Teknik Industri President University.
4. Ibu Ir. Andira, MT selaku Sekretaris Program Studi Teknik Industri President
University.
5. Ibu Anastasia Lidya Maukar, ST., MSc., MMT selaku Dosen Pembimbing
yang selalu memberikan dukungan, saran dan evaluasi terkait penyelesaian
skripsi ini.
6. Seluruh dosen President University yang telah membekali penulis dengan
ilmu pengetahuan dan pembelajaran yang berharga selama perkuliahan.
7. Bapak Haryono selaku Kepala Departemen Heat Treatment di PT
PAMETINDO yang telah memberi dukungan, saran dan pengetahuan heat
treatment.
8. Bapak Sofyan Adi Harahap selaku Kepala Departemen Surface Treatment di
PT PAMETINDO yang juga selalu memberi dukungan, saran serta
Page 7
vii
kesempatan yang baik sehingga penulis dapat melanjutkan pendidikan
kejenjang yang lebih tinggi.
9. Bapak Partono selaku Deputy Kepala Departemen Heat Treatment di PT
PAMETINDO yang telah memberi dukungan, kesempatan serta motivasi.
10. Rekan-rekan Technical Engineering departmen Heat Treatment, management
serta seluruh staff PT PAMETINDO yang selalu bekerjasama dengan sangat
luar biasa.
11. Seluruh staff di lingkungan President University yang telah membantu proses
kelancaran kegiatan perkuliahan penulis.
12. Para sahabat seperjuangan Teknik Industri angkatan 2011 PresUniv atas
dukungan, motivasi dan kebersamaannya.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas dukungan
dan bantuan yang telah diberikan terkait penyelesaian penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh
sebab itu, penulis mohon saran serta kritik yang positif yang berguna pada
kesempatan lain. Semoga skripsi ini dapat menambah pengetahuan terutama
mengenai Design Experiment serta bermanfaat bagi kita semua.
Salam sejahtera dan Tuhan Memberkati.
Jababeka, 19 Mei 2015
Frimadona Banurea
Page 8
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR REKOMENDASI PEMBIMBING ..................................................... iiii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ...................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv
ABSTRAK .............................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi
DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. xii
BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ...................................................................................... 3
1.5 Asumsi ...................................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 5
2.1 Heat Treatment ......................................................................................... 5
2.2 Pengendalian Mutu dan Diagram Sebab Akibat ...................................... 8
2.3 Statistik ..................................................................................................... 9
2.3.1 Uji ANOVA .................................................................................... 11
2.3.2 Analisa Residual.............................................................................. 12
2.4 Design Experiment ................................................................................. 13
2.5 Klasifikasi Design Experiment ............................................................... 15
2.6 Rancangan Faktorial dan Percobaan Dua Faktor dalam (RAL). ............ 15
2.7 Perancangan Faktorial 3k ........................................................................ 17
2.8 Dual Response Surface ........................................................................... 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 19
3.1 Kerangkan Penelitian ............................................................................. 19
3.2 Penjelasan Kerangka .............................................................................. 21
Page 9
ix
3.2.1 Studi Lapangan................................................................................ 21
3.2.2 Sasaran Penelitian ........................................................................... 21
3.3 Studi Pustaka .......................................................................................... 22
3.4 Pengumpulan Data ................................................................................. 22
3.4.1 Pengamatan Parameter Existing ...................................................... 22
3.4.2 Tahap Pengumpulan Data ............................................................... 22
3.5 Pengolahan Data ..................................................................................... 23
3.5.1 Menentukan jenis perlakuan dalam percobaan ............................... 23
3.5.2 Mengendalikan Faktor .................................................................... 24
3.5.3 Melakukan pengacakan pada setiap jenis perlakuan ....................... 25
3.6 Simpulan ................................................................................................. 26
BAB IV DATA DAN ANALISIS ........................................................................ 27
4.1 Studi Pendahuluan .................................................................................. 27
4.2 Pengolahan Data ..................................................................................... 31
4.2.1 Menentukan jenis Perlakuan ........................................................... 31
4.2.2 Pengacakan untuk semua jenis perlakuan ....................................... 32
4.2.3 Proses Percobaan ............................................................................. 33
4.2.4 Pengolahan data statistik dengan software minitab ........................ 35
4.2.5 Interpretasi Faktorial Plot pada Analisys of Variance ..................... 41
4.2.6 Analisis Residual ............................................................................. 46
4.2.7 Penentuan Model Regresi ............................................................... 47
4.3 Analisis Hasil Percobaan ........................................................................ 53
4.4 Analisis Biaya ......................................................................................... 55
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 58
5.1 Simpulan ................................................................................................. 58
5.2 Saran…………. ...................................................................................... 58
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 59
LAMPIRAN ............................................................................................ ...……...60
Page 10
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Kondisi Setting Mesin PT.PAMETINDO ............................................. 21
Tabel 3.2 Kombinasi penggunaan mesin untuk proses Part Shaft Bolt ................ 21
Tabel 4.1 Rekapitulasi Data Inspeksi Mutu Part Shaft Bolt 2015 ........................ 28
Tabel 4.2 Kajian Penyebab Part Shaft Bolt deformasi ......................................... 29
Tabel 4.3 Kode Prototype ..................................................................................... 31
Tabel 4.4 Kombinasi urutan prototype.................................................................. 32
Tabel 4.5 Tingkat deformasi dan nilai hardness dari proses percobaan 33 ........... 34
Tabel 4.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Respon Secara Signifikan ........... 37
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Normalitas, Homogenitas dan Kebebasan Galat ........ 46
Page 11
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi penataan benda kerja berbentuk batang................................. 6
Gambar 2.2 Gambar mikrostruktur perlit dan matensit .......................................... 7
Gambar 2.3 Hubungan Kekerasan Baja Setelah Quenching dengan Karbon ......... 8
Gambar 2.4 Diagram Sebab Akibat ........................................................................ 9
Gambar 3.1 Diagram metode penelitian ............................................................... 20
Gambar 3.2 Alur rancangan percobaan ................................................................. 26
Gambar 4.1 Alur Proses Produksi Part Shaft Bolt ................................................ 27
Gambar 4.2 Part Shaft Bolt ................................................................................... 27
Gambar 4.3 Diagram Sebab Akibat Part Shaft Bolt deformasi ............................ 28
Gambar 4.4 Hasil Pengolahan Minitab untuk Respon Deformasi ........................ 35
Gambar 4.5 Hasil Pengolahan Minitab untuk Respon Hardness .......................... 36
Gambar 4.6 Grafik Main Effect Plots Deformasi.................................................. 42
Gambar 4.7 Grafik Main Effect Plots Hardness ................................................... 42
Gambar 4.8 Grafik Interaction Plot for Deformasi .............................................. 43
Gambar 4.9 Grafik Interaction Plot for Hardness ................................................ 44
Gambar 4.10 Cube Plot for Deformasi ................................................................. 45
Gambar 4.11 Cube Plot for Hardness ................................................................... 45
Gambar 4.12 Hasil Regresi Ulang Respon Deformasi.......................................... 47
Gambar 4.13 Hasil Regresi Ulang Respon Hardness ........................................... 48
Gambar 4.14 Hasil Regresi Lanjutan Untuk Respon Deformasi .......................... 49
Gambar 4.15 Hasil Regresi Lanjutan Untuk Respon Hardness ............................ 50
Gambar 4.16 Contour Plot of Deformasi .............................................................. 50
Gambar 4.17 Contour Plot of Hardness ............................................................... 51
Gambar 4.18 Surface Plot of Deformasi ............................................................... 52
Gambar 4.19 Surface Plot of Hardness................................................................. 52
Gambar 4.20 Grafik Perbandingan Komposisi Parameter Saat Ini & Usulan ...... 53
Gambar 4.21 Grafik Perbandingan Efek Deformasi Saat Ini & Usulan ............... 54
Gambar 4.22 Grafik Perbandingan Nilai Hardness Saat Ini & Usulan ................. 54
Gambar 4.23 Grafik Perbandingan Biaya Rework, Listrik dan Top Up Oli ......... 54
Page 12
xii
DAFTAR ISTILAH
Deformasi : Perubahan bentuk material akibat perlakuan panas
Experiment : Suatu kegiatan uji coba atau trial yang dilakukan
untuk mengamati atau menegaskan suatu keadaan.
Factor : Peubah beban yang dicobakan dalam percobaan
sebagai penysun struktur percobaan.
Heat Treatment : Proses perlakuan panas yang bertujuan untuk
meningkatkan sifat mekanik material logam.
Local Control : langkah-langkah untuk pengelompokan atau
pemblokan.
Part Shaft Bolt : Produk yang digunakan untuk mengunci mesin
traktor pertanian dengan rangkanya.
Perlakuan : Metode yang diterapkan pada unit percobaan
Quenching : Pendinginan secara cepat pada proses Heat
Treatment.
Randomization : Disebut juga dengan pengacakan yang berarti
bahwa experiment yang akan dikenakan perlakuan
harus dipilih secara acak.
Replication : Disebut juga pengulangan yang berarti melakukan
suatu perlakuan terhadap lebih dari satu unit
experiment.
Taraf atau Level : Nilai-nilai dari peubah bebas yang diujikan dalam
percobaan.
Unit Percobaan : Unit terkecil dalam sebuah percobaan yang diberi
suatu perlakuan.
Page 14
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang masalah
Persaingan yang semakin ketat pada era sekarang ini merupakan tantangan yang
harus dihadapi oleh setiap perusahaan umumnya. Tantangan muncul dari dua faktor
yaitu faktor dari luar (external) dan faktor dari dalam perusahaan itu sendiri (internal).
Pada umumnya faktor external tidak dapat dikendalikan oleh perusahaan itu sendiri
seperti bencana alam, sosial budaya, teknologi, ekonomi global, situasi politik,
kebijakan pemerintahan dan sebagainya. Sedangkan faktor internal adalah masalah
yang datang dari dalam perusahaan sehingga idealnya dapat dikendalikan.
Agar persaingan dapat dimenangkan maka perusahaan harus membuat kebijakan
yang paling tepat sesuai dengan kondisi yang ada. Salah satu cara yang dapat
dilakukan ialah dengan membuat sasaran-sasaran yang akan dicapai, kemudian
ditentukan langkah-langkah apa yang akan dilakukan agar sasaran tersebut dapat
tercapai. Pada umumnya sasaran yang paling diperhatikan dan menjadi fokus utama
perusahaan adalah hal-hal yang berkaitan dengan mutu (quality), biaya (cost) dan
pengiriman (delivery). Ketiga aspek tersebut akan mengarah pada sebuah tujuan yaitu
peningkatan kepuasan pelanggan yang berujung pada umpan balik (feedback) berupa
kerjasama yang berkesinambungan.
PT HIKI ialah customer PT PAMETINDO yang merupakan perusahaan pembuat part
shaft bolt untuk komponen traktor pertanian. PT.HIKI sedang melakukan evaluasi
mutu dan salah satu masalah yang menjadi perhatian ialah tingkat deformasi yang
terjadi pada part shaft bolt tersebut yang memang merupakan efek dari proses heat
treatment di PT PAMETINDO.
Page 15
2
Bagian Quality Inspection PT PAMETINDO mencatat bahwa tingkat deformasi yang
terjadi dari januari hingga maret 2015 mencapai 16.9% dari jumlah total part shaft
bolt yang telah Heat treatment di PT PAMETINDO. Kedua belah pihak yaitu antara
PT PAMETINDO dan PT HIKI menyadari bahwa efek deformasi merupakan resiko
yang tidak dapat dihindari dalam proses heat treatment. Namun demikian angka
16.9% itu dianggap terlalu besar sehingga PT PAMETINDO selalu melakukan proses
rework yang menghabiskan biaya sebesar rata-rata Rp. 525.252 per lot prosesnya. Hal
tersebut mengindikasikan bahwa parameter proses heat treatment yang telah
diterapkan selama ini dianggap belum cukup mengakomodir sasaran mutu part shaft
bolt secara total.
Sasaran mutu part shaft bolt ialah nilai hardness tercapai sesuai dengan spesifikasi
yang ditentukan yakni HRC 25 sampai dengan 40 dan tidak terjadi deformasi. Pada
proses heat treatment, efek deformasi dipengaruhi oleh beberapa hal yakni penataan
material benda kerja, suhu media pencelupan dingin (quenching) dan kecepatan
putaran pengadukan media quenching yang digunakan.
1.2 Perumusan masalah
Perumusan masalah ialah:
a. Bagaimana mengurangi deformasi tetapi tetap mempertahankan nilai
hardness part shaft bolt?
b. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi deformasi dan hardness part shaft
bolt?
1.3 Tujuan
Tujuan yang hendak dicapai ialah:
a. Untuk mengurangi deformasi tetapi tetap mempertahankan nilai hardness part
shaft bolt.
Page 16
3
b. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi deformasi dan hardness
part shaft bolt.
1.4 Batasan masalah
a. Penelitian dilakukan terhadap tiga komponen yaitu komponen jenis oil
quenching, suhu oil quenching dan komponen speed agitator.
b. Jenis oli yang tersedia yaitu QS, XS dan AS
c. Kombinasi suhu oli yang diteliti hanya pada 700C, 100
0C dan 130
0C.
d. Kombinasi speed agitator yang diteliti hanya pada 450 RPM, 475 RPM dan
500 RPM.
e. Percobaan dilakukan hanya untuk melihat tingkat deformasi dan nilai
kekerasannya.
1.5 Asumsi
a. Alat ukur yang dipergunakan dianggap dalam kondisi baik dan terkaliberasi.
b. Tidak terjadi deformasi pada part sebelum proses Quenching.
c. Material ialah homogen dan peralatan yang digunakan selama percobaan
diasumsikan mendapatkan perlakuan yang sama sesuai dengan spesifikasi dan
fungsinya.
1.6 Sistematika penulisan
Sistematika didalam penulisan laporan skripsi ini terdiri dari lima bab pembahasan
yaitu:
Bab I Pendahuluan
Bagian ini terdiri dari pembahasan mengenai latar belakang masalah,
perumusan masalah, tujuan laporan sikripsi, batasan masalah hingga
asumsi-asumsi agar penelitian lebih fokus dan diakhiri dengan
sistematika penulisan.
Page 17
4
Bab II Landasan teori
Pada bab ini diberikan teori-teori ahli yang berkaitan dengan
permasalahan yang dihadapi, mulai dari teori proses heat treatment,
pengendalian mutu, teori statistik hingga teori-teori perancangan
percobaan guna mendukung langkah penyelesaian masalah yang telah
dirumuskan.
Bab III Metode penelitian
Bab ini berisikan tetang penjelasan dari langkah-langkah singkat yang
dilakukan didalam penulisan laporan sikripsi ini yang diawali dari
perumusan masalah, penyusunan landasan teori, pengumpulan data
hingga pengolahannya yang diikuti dengan analisis dan diakhiri
dengan simpulan dan saran.
Bab IV Data dan analisis
Bab ini menjelaskan tentang pengumpulan data, yakni data tingkat
deformasi part shaft bolt dari bagian Quality Inspection, serta data
lainnya yang didapatkan melalui observasi langsung dan proses
interview. Data tersebut akan dianalisa dan digunakan sebagai acuan
untuk penentuan langkah yang akan diambil didalam proses
perancangan percobaan.
Bab VI Simpulan dan saran
Bab ini merupakan pembahasan terakhir yang menjelaskan tentang
simpulan dari hasil penelitian sebagai upaya untuk menjawab tujuan
dari penelitian. Pada bagian ini juga disampaikan saran-saran yang
dapat diterapkan untuk proses heat treatment part shaft bolt serta
berguna untuk penelitian selanjutnya.
Page 19
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Heat Treatment
Heat Treatment (perlaukan panas) adalah proses pemanasan material baja hingga
mencapai suhu tertentu kemudian ditahan selama waktu tertentu kemudian
didinginkan. Dengan proses perlakuan panas ini sifat-sifat mekanik material baja
seperti tingkat kekerasan, keuletan, ketangguhan, kekuatan dan sebagainya dapat
meningkat. Berikut ini dijelaskan jenis-jenis perlakuan panas secara umum (Surdia
dan Saito, 2013):
a. Annealing
Proses soft annealing merupakan pemanasan pelunakan terhadap material baja agar
dapat dengan mudah dibentuk atau diolah dalam mesin-mesin proses lain seperti
machining, bending, gerinding dan sebagainya dan kemudian dapat dikeraskan
kembali melalui proses hardening.
b. Normalizing
Proses Normalizing adalah proses penormalan yaitu menyeragamkan mikro struktur
material baja dengan cara memanaskan sampai pada suhu tertentu, ditahan beberapa
saat kemudian didinginkan secara perlahan tanpa menggunakan udara bebas. Proses
ini biasanya dilakukan terhadap material-material yang telah mengalami proses
penempaan.
c. Quenching
Proses Quenching adalah proses peningkatan sifat kekerasan baja dengan cara
pemanasan pada suhu tertentu hingga struktur baja tersebut berubah dari ferit dan
perlit menjadi austenite. Proses ini dilanjutkan dengan pendinginan secara cepat
Page 20
6
kedalam media quenching dengan temperatur ruangan sehingga struktur austenit
berubah menjadi martensit. Tingkat keberhasilan proses quenching dinyatakan baik
apabila proses tersebut mampu merubah struktur austenit menjadi martensit secara
merata.
Untuk mendapatkan proses quenching yang baik hal yang perlu diperhatikan adalah
penahanan temperatur pada benda kerja hingga suhu tersebut benar-benar merata
sebelum masuk media pendingin. Berikutnya adalah memastikan media pendingin
mampu mendinginkan benda kerja dengan cepat dan pendinginan tersebut merata
keseluruh permukaan benda kerja. Sifat baja yang telah mengalami proses quenching
yang sempurna akan menjadi keras.
Selain menjadi keras, material baja yang mengalami proses quenching akan menjadi
getas dan berubah bentuk (deformasi). Perubahan bentuk merupakan masalah
tersendiri khususnya pada material benda kerja berbentuk batang. Oleh sebab itu
beberapa ahli heat treatment mengemukan ide perlakuan quenching terhadap benda
kerja berbentuk batang dengan memperhatikan metode penataannya pada wadah jig.
Khusus untuk efek perubahan bentuk penataan benda kerja dengan posisi vertikal
lebih baik dari pada posisi horizontal seperti gambar ilustrasi dibawah ini:
Gambar 2.1. Ilustrasi penataan benda kerja berbentuk batang
media quenching
horizontal
Penataan part --- pada jig tidak
Vertikal
Page 21
7
Gambar 2.1 menunjukkan bahwa dengan penataan horizontal perubahan struktur
yang terjadi diawali dari sisi bawah yaitu bagian yang pertama terkena media
pendingin quenching sehingga terjadi penekanan dan pergeseran mikrostruktur ke
sisi-sisi lainnya sehingga benda kerja menjadi bengkok. Sedangkan dengan posisi
vertikal setiap sisi diameter material terkena media pending secara bersamaan
sehingga perubahan mikrostrukturnya pun terjadi secara bersamaan maka penekanan
dan pergeseran mikrostruktur hanya bergerak ke sisi atas dan sisi bawah saja.
Sifat getas material baja yang mengalami proses quenching dapat dihilangkan dengan
proses tempering, sedangkan untuk efek deformasi tidak dapat dihindarkan karena
deformasi tersebut terjadi akibat perubahan struktur material dari perlit menjadi
martensit. Semakin rendah suhu media quenching yang dikombinasikan dengan
kecepatan putaran pengadukan yang tinggi maka struktur matensit yang terbentuk
akan lebih padat sehingga nilai kekerasan material akan semakin tinggi.
Gambar 2.2. Gambar mikrostruktur perlit dan martensit
Tingkat kekerasan baja yang mengalami proses quenching juga dipengaruhi oleh
kandungan karbonnya. Semakin tinggi nilai karbon yang terkadung didalam sebuah
material baja maka semakin tinggi pula nilai kekerasan yang akan didapatkan (Surdia
dan Saito, 2013). Hubungan antara kadar karbon dengan nilai kekerasan material baja
yang mengalami proses quenching ditunjukkan pada gambar 2.3 dibawah ini:
Struktur martensit pembesaran x 400 Struktur perlit pembesaran x 400
Page 22
8
Gambar 2.3. Hubungan antara kekerasan baja
setelah Quenching dengan kadar karbon.
d. Tempering
Proses tempering adalah proses pelunakan dan peningkatan keuletan material baja.
Proses ini dapat memperbaiki susunan mikro struktur material baja yang tidak
beraturan akibat dari proses quenching.
2.2 Pengendalaian Mutu dan Diagram Sebab Akibat
Seven tools atau disebut juga dengan 7 QC tools merupakan sekumpulan alat yang
dapat digunakan untuk mendeteksi permasalahan didalam pengendalian mutu. Dalam
sikripsi ini penulis akan menggunakan diagram sebab akibat atau diagram tulang ikan
untuk mendeteksi penyebab utama tingginya tingkat deformasi part shaft bolt.
Diagram Sebab Akibat dapat mendeteksi dan mengelompokkan kemungkinan
penyebab masalah sebagai dampak (Mitra, 2013). Diagram ini menyerupai bentuk
struktur tulang ikan yang dibuat oleh Kaoru Ishikawa pada tahun 1943. Diagram ini
dapat dengan mudah memperlihatkan sumber masalah utama dan fokus kepada faktor
yang dapat dikendalikan. Penyebab utama munculnya sebuah masalah biasanya
dikelompokkan menjadi beberapa kategori meliputi:
Orang, yaitu setiap orang yang terlibat dalam proses.
Kek
eras
an (
Hv
)
Kek
eras
an (
HR
C)
65
60
50
40
30
10200
400
600
1000
1.20
800
0.2 0.4 0.6 0.8 1.8
Page 23
9
Metode, yaitu cara yang dilakukan serta persyaratan untuk melakukan proses
tersebut seperti prosedur, instruksi kerja dan aturan lainnya.
Mesin, yaitu peralatan yang digunakan untuk melakukan proses.
Bahan, yaitu bahan mentah atau bahan dasar yang diproses menjadi poduk
akhir.
Pengukuran, yaitu pengumpulan data dari hasil proses yang kemudian
digunakan sebagai evaluasi terhadap mutunya.
Lingkungan, yaitu situasi dan kondisi tempat proses berlangsung seperti
waktu, suhu, lokasi, dan sisoal budaya.
Bentuk Fish Bone Diagram atau Diagram Sebab Akibat ditunjukkan pada gambar
2.4 dibawah ini:
Gambar 2.4. Diagram Sebab Akibat
2.3 Statistik
Dalam bahasa inggris kata state dapat diartikan sebagai Negara. Dalam bahasa Latin
disebut dengan kata status sedangkan didalam bahasa Belanda disebut staat. Secara
etimologi kata statistik pada awalnya berasal dari ketiga kata tersebut diatas yang
diartikan sebagai kumpulan data kuantitatif maupun kualitatif yang sangat bermanfaat
bagi sebuah Negara.
EFFECT OR
PROBLEM
MACHINE MAN MEASUREMENT
METHOD MATERIAL
ENVIRONMENT
Page 24
10
Secara umum statistik dapat diartikan sebagai sebuah metode ilmiah untuk
mengumpukan, mengklasifikasikan, meringkas, menyajikan, menginterpretasikan,
menganalisa dan menyimpulkan data yang bermanfaat untuk pengambilan keputusan
(Harinaldi, 2005). Metode-metode statistik dapat mengolah sekumpulan data dan
memberikan informatif yang lebih optimum. Analisa terhadap informasi yang
obtimum mampu menghasilkan strategi-strategi tertentu didalam pengambilan
keputusan sehingga dapat mengurangi atau bahkan terhidar dari resiko-resiko yang
mungkin akan terjadi (Supardi, 2013).
Mengacu kepada cara pengolahan datanya, statistik dapat dibedakan menjadi dua
klasifikasi yaitu statistik deskriptif dan statistik Infensial seperti yang akan dijelaskan
dibawah ini:
Statistik deskriptif
Statistik deskriptif (disebut juga dengan statistik deduktif) adalah ilmu statistik
yang pengumpulan, pengolahan dan metode penyajian datanya dilakukan untuk
mudah dipahami. Statistik deskriptif belum sampai kepada penarikan kesimpulan
tetapi hanya berfungsi untuk menjabarkan suatu data, kondisi, keadaan, gejala,
fenomena dan persoalan yang ada saja.
Statistik Infensial
Statistik Infensial (disebut juga dengan statistik induktif) adalah ilmu statistik
yang cara pengkajian, pengolahan, penaksiran dan penyimpulannya berlaku
secara umum. Hal tersebut dilakukan berdasarkan ketersediaan data sampel yang
diambil dengan cara random dari data populasi obyek yang dikaji. Dengan
demikian statistik inferensial ini bisa dijadikan sebagai tolak ukur didalam
meramalkan dan mengendalikan kondisi atau kejadian. Untuk melakukan proses
statistik inferensial selalu diawali dengan proses statistik deskriptif. Oleh sebab
itu statistik inferensial dapat dikatakan selalu memiliki hubungan yang erat
dengan statistik deskriptif. Secara sederhana cakupan dari statistik inferensial
dapat dijelaskan seperti dibawah ini:
Page 25
11
1. Uji persyaratan analisis meliputi uji normalitas, uji linearitas, uji
homogenitas, dan sebagainya.
2. Uji hipotesis asosiasi meliputi uji korelasi, uji regresi dan uji analisis jalur.
3. Uji hipotesis komparasi meliputi uji t untuk uji beda 2 kelompok data, uji
Tukey, analysis of variance (ANOVA), analysis of covarians (ANACOVA),
multivariat analysis of varian(MANOVA) dan multivariate analysis of
covarians (MANCOVA).
2.3.1 Uji ANOVA
ANOVA (Analysis of Variance) adalah sebuah uji hipotesis interaksi antara dua
faktor dalam suatu percobaan dengan membandingkan rata-rata dari lebih dua sampel
pada Statistika Parametrik untuk menemukan variabel independen dalam penelitian
dan mengetahui interaksi antar variabel dan pengaruhnya terhadap suatu perlakuan.
Asumsi yang menjadi dasar penggunaan ANOVA ialah:
Data berdistribusi normal
Skala pengukuran minimal interval
Varians homogen
Pengambilan sampel secara acak dan masing-masing sampel independen
Ada dua jenis ANOVA yaitu One Way Anova dan Two Way Anova. One Way
ANOVA ialah suatu aturan untuk menguji perbedaan rata-rata / pengaruh perlakuan
dari beberapa populasidari suatu percobaan yang menggunakan satu faktor,dimana
satu faktor tersebut memiliki dua atau lebih level. Analisis variansi satu arah disebut
juga sebagai rancangan acak lengkap. Sedangkan Two Way Anova pengujiannya
dilakukan dengan tidak hanya melihat satu faktor atau perlakuan saja, tetapi juga
dengan mempertimbangkan faktor blok. Uji blok dilakukan untuk mengetahui
pengaruh blok terhadap perbedaan rata-rata. Two Way Anova juga disebut dengan
faktorial design atau Randomized Block Design.
Page 26
12
2.3.2 Analisis Residual
Analisis Residual merupakan sebuah analisa yang mengamati selisih nilai aktual
dengan nilai taksiran yang berguna untuk memeriksa model regresi dalam rangka
memperoleh nilai prediksi yang valid (Suwanda, 2011). Model regresi dapat
dikatakan baik apabila nilai sisaanya tidak signifikan. Analisa residual dapat
dituliskan sebagai berikut:
𝜖 = 𝑦𝑖 − �̂�𝑖 , 𝑖 = 1,2 … 𝑛 (2.1)
Dimana:
𝜖 = Residual
yi = nilai aktual
�̂�𝑖 = nilai taksiran
2.3.3 Analisis Regresi
Analisa Regresi adalah sebuah teknik yang digunakan untuk mendapatkan perkiraan
hubungan antar dua atau lebih dalam model matematis (Sudjana, 1996). Secara
umum model regresi dapat dibedakan menjadi dua yaitu Regresi Linier Sederhana
dan Regresi Linier Berganda.
Regresi linier sederhana merupakan regresi yang melibatkan hubungan antara satu
variabel tak bebas (Y) dihubungan dengan satu variabel bebas (X). Bentuk umum
persamaan regresi linier sederhana dapat dituliskan sebagai berikut:
Y = a + bx (2.2)
Dimana:
Y = variabel tak bebas
a = intersep (titik potong kurva terhadap sumbu y)
b = kemiringan (slope) kurva linear
x = variabel bebas
Sedangkan Regresi linier berganda merupakan regresi yang melibatkan hubungan
antara satu variabel tak bebas (Y) dihubungan dengan dua atau lebih variabel bebas
yang bentuk persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:
Page 27
13
Yi=a0+a1X1+a2X2+a3X3+…+anXn+ 𝜀i dengan i = 1,2,…n (2.3)
Dimana:
Yi = variabel tak bebas ke-i
Xi = variabel bebas ke-i
𝜀i = kesalahan (error) pada pengamatan ke-i
2.4 Design Experiment
Design Eksperiment menjadi tahapan lengkap yang perlu dilakukan sebelum
melakukan percobaan yang sesungguhnya guna mendapatkan data-data yang tepat.
Data-data yang tepat akan mengarah kepada sebuah analisis yang objektif sehingga
menghasilkan kesimpulan yang tepat pula (Sujana, 1996). Design Eksperiment tidak
hanya diaplikasikan pada pembuatan perancangan produk baru namun dapat juga
diaplikasikan untuk mengembangkan sebuah proses.
Penerapan Design Eksperiment pada pembuatan produk yang baru dapat menemukan
konfigurasi dasar rancangan, menemukan material dan parameter proses produksi
yang paling tepat. Sedangkan penerapan pada pengembangan sebuah proses akan
dapat memperbaiki hasil, meminimalisasi variabilitas sehingga dapat mendekati
sasaran yang diinginkan, mempersingkat waktu untuk pengembangan serta
mengurangi waktu dan biaya untuk pemeriksaan mutu (Montgomery, 2013).
Mattjik dan Sumertajaya (2013) mengemukakan bahwa Design Eksperiment
merupakan suatu atau sederetan uji yang menggunakan statistik baik statistik
deskripsi maupun statistik inferensia yang bertujuan untuk mengubah input menjadi
output yang merupakan respon dari percobaan yang dilakukan. Sedangkan
Montgomery (2013) mengatakan bahwa Design Eksperiment merupakan sebuah
metoda penelitian untuk menolak ataupun menerima suatu hipotesis dalam sebuah
kegiatan penelitian. Design Eksperiment terdiri dari rangkaian kegiatan mulai dari
perencanaan, pelaksanaan, analisis hingga menginterpretasikannya untuk menemukan
Page 28
14
hubungan antara faktor-faktor independen yang berbeda dan pengaruhnya terhadap
variabel produksi atau respon (Mitra, 2013). Tiga prinsip dasar Perancangan
Percobaan yaitu:
Replication (Replikasi)
Replikasi artinya melakukan pengulangan dari percobaan dasar untuk
menghindari terjadinya error akibat percobaan yang telah dilakukan terlalu
sedikit. Replikasi juga dilakukan jika rata-rata dari sampel yang diambil akan
digunakan sebagai respon dari faktor yang diujicobakan.
Randomization (Pengacakan)
Pengacakan merupakan inti dari metode statistik didalam melakukan perancangan
percobaan. Pengacakan bertujuan untuk memastikan bahwa penempatan sumber
daya dilakuakan dengan acak. Pengacakan diperlukan untuk mendapatkan data yang
berdistribusi independen.
Blocking
Blocking merupakan sebuah cara untuk menentukan keakuratan percobaan.
Sebuah block terdiri dari bagian bahan percobaan yang semestinya lebih
homogen daripada seluruh bagian dari bahan tersebut.
Menurut Montgomery (2013), beberapa tahapan yang dilakukan sebelum dan ketika
melakukan kegiatan Design Eksperiment ialah:
Menetapkan masalah dan medeskripsikannya dengan sejelas-jelasnya. Langkah
ini akan membantu peneliti fokus pada penemuan metode yang terbaik dalam hal
ini untuk menurunkan tingkat deformasi namun tetap menjaga nilai hardness
masuk dalam spesifikasi.
Memilih variabel respon yang diyakini dapat memberikan informasi tentang
proses yang sedang diamati.
Memilih faktor, tingkat, dan rentang
Memilih jenis desain eksperimental
Melakukan percobaan
Melakukan analisis statistik
Page 29
15
Memberikan kesimpulan dan rekomendasi
2.5 Klasifikasi Design Experiment
Rancangan percobaan merupakan satu kesatuan antara rancangan perlakuan,
rancangan lingkungan dan rancangan pengukuran dan yang berkaitan dengan
pembetukannya. Komposisinya dapat dibentuk dari satu atau lebih faktor tergantung
dari penelitian yang akan dilakukan. Secara garis besar Design Experiment dapat
diklasifikasikan seperti dibawah ini:
Rancangan perlakuan yang terdiri dari satu faktor, dua faktor dan tiga atau lebih
faktor. Dua atau lebih faktor dapat dilakukan secara faktorial bersilang, faktorial
tersarang,split plot dan split blok.
Rancangan lingkungan, yaitu yang berkaitan dengan cara penempatannya pada
unit-unit percobaan. Rancangan ini dapat dibedakan lagi menjadi tiga bagian
yaitu rancangan acak lengkap (RAL), Rancangan Acak Kelompok Lengkap
(RAKL) dan rancangan bujur sangkar latin (RSBL). RAL digunakan pada
lingkungan homogen atau pada lingkungan yang dapat dihomogenkan
sedangakan RAKL diigunakan pada lingkungan yang tidak homogen dan tidak
dapat dihomogenkan. RSBL merupakan rancangan percobaan dengan
mengelompokkan satuan percobaannya kedalam dua kriteria yaitu baris dan
kolom dengan syarat jumlah perlakuan dan ulangan yang harus sama.
Rancangan pengukuran, yaitu rancangan yang berkaitan dengan cara pengukuran
respon percobaan dari unit – unit percobaan penelitian.
2.6 Rancangan Faktorial dan Percobaan Dua Faktor dalam Rancangan Acak
Lengkap (RAL).
Factorial design merupakan metode perancangan percobaan yang mengamati efek
dari beberapa faktor (Montgomery, 2013). Didalam metode ini semua kemungkinan
Page 30
16
yang akan dilakukan serta replikasinya harus dikombinasikan secara saling silang.
Istilah faktorial lebih berpatokan kepada penyusunan perlakuanya dan tidak berfokus
kepada penempatan pada unit-unit percobaannya. Perubahan respon merupakan efek
dari perubahan level faktor yang disebut dengan main effect. Main effect merupakan
faktor utama yang menjadi fokus pengamatan. Factorial design yang hanya memiliki
dua faktor percobaan merupakan Factorial design yang paling sederhana. Percobaan
dua faktor dapat langsung diaplikasikan pada seluruh unit-unit percobaan yang relatif
seragam. Linier Aditif Dua Faktor dalam Rancangan Acak Lengkap dimodelkan
seperti berikut ini:
𝑌𝑖𝑗𝑘 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + 𝜀𝑖𝑗𝑘 (2.4)
Dimana:
𝑌𝑖𝑗𝑘 = Nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j, pada ulangan
ke k.
𝜇 = Efek rata-rata umum
𝛼𝑖 = Efek rata-rata taraf i faktor A
𝛽𝑗 = Efek rata-rata taraf j faktor A
(𝛼𝛽)𝑖𝑗= Efek rata-rata interaksi taraf i faktor A dan taraf j faktor B
𝜀𝑖𝑗𝑘 = Efek kekeliruan acak.
Dengan asumsi kedua faktor adalah tetap, maka :
∑ 𝛼𝑖 = 0;𝑖=1 ∑ 𝛽𝑖 = 0;𝑖=1 ∑ (𝛼𝛽)𝑖𝑗 =𝑖=1 ∑ (𝛼𝛽)𝑖𝑗 = 0𝑗=1 (2.5)
Sedangkan jika asumsi kedua faktor adalah acak maka:
𝛼𝑖~ 𝑁(0, 𝜎𝛼2); 𝛽𝑖~ 𝑁(0, 𝜎𝛽
2); 𝛼𝛽𝑖~ 𝑁(0, 𝜎𝛼𝛽2 ) (2.6)
Page 31
17
Untuk hipotesis yang akan diuji dalam asumsi kedua faktor adalah tetap adalah:
Pengaruh utama faktor A :
H0 : α1= … = αa = 0 (faktor A tidak berpengaruh)
H1 : paling sedikit ada satu i dengan αi ≠ 0
Pengaruh utama faktor B :
H0 : β1 = … = βa = 0 (faktor B tidak berpengaruh)
H1 : paling sedikit ada satu i dengan βi ≠ 0
Pengaruh sederhana (interaksi) faktor A dengan faktor B :
H0 : (αβ)11 = (αβ)12 = … = (αβ)ab = 0 (faktor A dengan faktor B tidak
berpengaruh)
H1 : paling sedikit ada satu i dengan (αβ)ij ≠ 0
Untuk hipotesis yang akan diuji dalam asumsi kedua faktor adalah acak maka
keragaman pengaruh faktor A( 𝜎𝛼2 ), keragaman pengaruh faktor B ( 𝜎𝛽
2 ), dan
keragaman pengaruh interaksi faktor A dan faktor B (𝜎𝛼𝛽2 ).
2.7 Rancangan Faktorial 3k
Rancangan Faktorial 3k
disebut juga Design 3k
ialah apabila terdapat k buah faktor
dan setiap faktor dipilih tiga taraf. Metode ini merupakan bagian dari Design
Factorial. Misalkan saja terdapat tiga faktor dengan masing-masing lima taraf, maka
setidaknya memerlukan 35 = 243 unit percobaan ditambah dengan ulangannya. Model
faktorial 3k
dengan RAL dituliskan sebagai berikut:
𝑌𝑖𝑗𝑘𝑙 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝛽𝑗 + (𝛼𝛽)𝑖𝑗 + 𝛾𝑘 + (𝛼𝛾)𝑖𝑘 + (𝛽𝛾)𝑗𝑘 + (𝛼𝛽𝛾)𝑖𝑗𝑘 + 𝜀𝑖𝑗𝑘𝑙 (2.7)
i = 1.2….a
j = 1.2….b
Page 32
18
k = 1.2….c
l = 1.2….d,
dimana:
𝑌𝑖𝑗𝑘𝑙 = Nilai pengamatan pada level A taraf ke-i, B taraf ke-j, C taraf ke-k pada
ulangan ke i.
𝜇 = Efek rata-rata umum
𝛼𝑖 = Efek rata-rata taraf i faktor A
𝛽𝑗 = Efek rata-rata taraf j faktor A
(𝛼𝛽)𝑖𝑗= Efek rata-rata interaksi taraf i faktor A dan taraf j faktor B
𝜀𝑖𝑗𝑘 = Efek kekeliruan acak.
2.8 Dual Response Surface
Metode Dual Response Surface (DRS) merupakan metode optimasi dengan respon
ganda. DRS terdiri dari respon primer (Yp) dan repon sekunder (Ys) dimana DRS
digunakan untuk mengobtimasi Yp dengan persyaratan Ys harus mempunyai nilai
tertentu. Artinya bahwa Ys dapat disebut sebagai kendala pada Yp (Khuri dan
Cornell, 1996).
Fungsi kedua respon (primer dan sekunder) orde kedua yang terdiri dari k faktor
kendali X’=(x1,x2,…,xk) dapat dituliskan kedalam bentuk persamaan sebagai
berikut:
�̃�𝑝 = 𝑏01 + 𝑥′𝑏𝑝 + 𝑥′𝐵1𝑥 (2.8)
�̃�𝑠 = 𝑏02 + 𝑥′𝑏𝑠 + 𝑥′𝐵2𝑥 (2.9)
Dengan
𝑥 = [
𝑥1𝑥2
⋮𝑥𝑘
] 𝑏 = [
𝑏1
𝑏2
⋮𝑏𝑘
] 𝐵 = [
𝑏11
𝑏21/2⋮
𝑏𝑘1/2
𝑏12/2𝑏22
⋮𝑏𝑘2/2
……⋱…
𝑏1𝑘/2𝑏2𝑘/2
⋮𝑏𝑘𝑘
] (2.10)
Page 33
19
b01 dan b02 merupakan konstanta model respon primer dan sekunder. Vektor b
merupakan vector koefisien model pertama, sedangkan bp dan ps merupakan
koefisien model orde pertama dari �̂�𝑝 dan �̂�𝑠. Matriks B ialah matriks koefisien model
orde kedua. Matriks koefisien model orde kedua dari �̂�𝑝 dan �̂�𝑠 ialah B1 dan B2.
Obtimasi serentak dilakukan dengan menjadikan fungsi L seperti berikut ini:
𝐿 = 𝐵01 + 𝑥′𝑏1 + 𝑥′𝐵1𝑥 − 𝜆(𝐵01 + 𝑥′𝑏1 + 𝑥′𝐵1𝑥 − 𝜏) (2.11)
Dimana L ialah Lagrange, λ ialah pengali Lagrange dan 𝜏 ialah �̂�𝑠 yang dikehendaki.
Page 34
20
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Kerangka Penelitian
Metodologi penelitian harus mampu menjelaskan tahapan-tahapan yang akan
dilakukan demi mendapatkan penelitian yang objektif. Oleh sebab itu tahapan-
tahapan yang akan dilakukan dalam penelitian ini dijelaskan pada gambar 3.1
dibawah ini:
Gambar 3.1: Diagram metode penelitian
Identifikasi Masalah
- Mengidentifikasi latar belakang masalah
- Menjelaskan sasaran penelitian
Studi Pustaka
- Heat Treatment
- Pengendalian Mutu
- Statistik
- Perancangan Eksperiment
Pengumpulan Data
- Melakukan Percobaan
- Mengumpulkan data-data hasil percobaan
Pengolahan dan Analisa Data
- Menentukan jenis perlakuan
- Melakukan pengacakan setiap perlakuan
- Menguji secara statistik :
Menganalisa hasil faktorial
Uji ANOVA
Analisis residual
Penentuan Model Regresi serta
memperoleh model adequacy
Memperoleh rancangan/kombinasi yang
obtimal
Start
Identifikasi
Masalah
Studi Pustaka
Pengumpulan Data
Pengolahan Data
Analisa
Simpulan dan
Saran
Stop
Page 35
21
3.2. Penjelasan Kerangka
3.2.1. Studi Lapangan
Tingkat deformasi yang terjadi pada part shaft bolt dari Januari hingga Maret 2015
setelah proses treatment mencapai angka 16.9%. Angka tersebut dianggap terlalu
besar sehingga parameter proses yang telah diterapkan selama ini perlu dievaluasi
dan dikaji ulang. Dengan kata lain parameter proses heat treatment yang telah
diterapkan selama ini dianggap belum cukup mengakomodir sasaran mutu part shaft
bolt secara total seperti yang telah dijelaskan pada Bab 1.
3.2.2. Sasaran Penelitian
Pada proses heat treatment, efek deformasi dipengaruhi oleh beberapa hal yakni jenis
media pencelupan dingin, suhu media pencelupan dingin (quenching) dan kecepatan
putaran pengadukan media quenching. Kondisi setting mesin heat treatment milik PT
PAMETINDO hanya dapat dilakukan seperti yang ditunjukkan pada table berikut ini:
Tabel 3.1. Kondisi Setting Mesin PT.PAMETINDO
No Jenis Oli Suhu Oli Kecepatan agitator
1 QS (SAE 20) 700C 400
2 XS (SAE 35) 1000C 475
3 AS (SAE 50) 1300C 500
Suhu terendah oli media Quenching adalah 700C dan putaran agitator tertinggi adalah
500 rpm. Oleh sebab itu untuk mencapai nilai kekerasan yang maksimal (tanpa
memertimbangkan efek deformasinya) maka pada awalnya parameter proses part
shaft bolt ditetapkan dengan suhu media Quenching yang terendah kombinasi
kecepatan putaran agitator pengadukan tertinggi pada jenis oli QS seperti yang
dijelaskan pada tabel 3.2 berikut ini:
Tabel 3.2. Kombinasi Penggunaan Mesin untuk Proses part shaft bolt
Jenis Oli Suhu Oli Speed agitator
QS (SAE 20) 700C 500RPM
Page 36
22
3.3. Studi Pustaka
Penulis melakukan pengumpulan beberapa literature yang dapat digunakan sebagai
acuan didalam melakukan analisa pengaruh parameter proses terhadap tingkat
deformasi part shaft bolt, seperti :
Design and Analysis of Experiment
~ Rancangan Acak Lengkap (RAL)
~ ANOVA
~ Analisa Regresi
Aplikasi MINITAB
3.4. Pengumpulan Data
3.4.1. Pengamatan Paremeter Existing
Pengamatan parameter yang sedang berjalan untuk part shaft bolt ini dilaksanakan
dengan beberapa tahap yaitu dengan menelusuri penyebab tingginya tingkat
deformasi yang dihasilkan, mengamati jenis oli media pendingin yang digunakan,
suhu oli tersebut dan kecepatan putaran pengadukannya. Selanjutnya dikumpulkan
data yang berguna untuk kelanjutan penelitian.
3.4.2. Tahap Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan merupakan data dari bagian inspeksi yang telah dilakukan
pada bagian pengendalian mutu. Pengumpulan data tersebut dilakukan dengan urutan
seperti dibawah ini:
Alur proses heat treatment part shaft bolt
Tabel persentasi tingkat deformasi yang terjadi
Diagram sebab-akibat masalah deformasi
Data yang dikumpulkan terdiri dari dua jenis yaitu data nilai pencapaian kekerasan
dan data tingkat deformasi yang terjadi.
Page 37
23
3.5. Pengolahan Data
Pengolahan data yang dilakukan ialah dengan menggunakan perhitungan statistik
parametrik, metode Perancangan Percobaan Factorial Design serta dibantu oleh
perangkat lunak Minitab.
3.5.1. Menentukan Jenis Perlakuan dalam Percobaan
Kemampuan jenis media Quenching untuk mendinginkan benda kerja bisa berbeda-
beda. Perbedaan tersebut disebabkan oleh suhu, kekentalan, kadungan kimia serta
bahan dasar dari media Quenching tersebut (Surdia, 1999). Penelitian ini tidak
melakukan pemesanan material atau peralatan jenis baru. Penelitian ini berfokus
kepada obtimalisasi ketersediaan material dan peralatan yang ada di PT
PAMETINDO. Jenis oli yang digunakan dalam penelititan ini ialah mengikuti stock
yang ada pada gudang material PT.PAMETINDO sendiri yaitu SAE20, SAE35 dan
SAE50. Ketiga jenis oli ini merupakan oli yang selalu digunakan pada mesin-mesin
quenching di PT PAMETINDO.
Suhu yang dapat dikendalikan untuk media quenching oleh sensor panas mesin
PT.PAMETINDO ialah antara 700C sampai dengan 130
0C. Jika suhu ditentukan
dibawah 700C maka sensor panas tidak dapat mendeteksi dengan baik sehingga mesin
tidak dapat dioperasikan (ada indikator eror). Penetuan suhu minimal 700C dilakukan
dengan pertimbangan terjadinya retak pada benda kerja akibat suhu quenching yang
terlalu rendah. Dengan faktor suhu oli ditentukan pada tingkat 700C, 100
0C dan
1300C. Penetuan suhu tengah yaitu 100
0C dilakukan dengan pertimbangan
penyeragaman dengan jenis oli.
Demikian halnya dengan speed agitator pengadukannya. Agitator berfungsi untuk
mengatur kerataan dan distribusi suhu oli. Motor agitator yang tersedia untuk
pengadukan oli bekecepatan antara 450RPM sampai dengan 500RPM sehingga guna
mendapatkan keseragaman dan penyesuain dengan jenis oli makan nilai tengah speed
agitator ditentukan pada 475RPM.
Page 38
24
Oleh sebab itu dalam penelitian ini percobaan yang dilakukan terdiri dari tiga faktor
dengan masing- masing memiliki tiga tingkat seperti yang diuraikan dibawah ini:
a. Jenis Oli
~ Jenis Oli QS SAE 20
~ Jenis Oli XS SAE 35
~ Jenis Oli AS SAE 50
b. Suhu Oli
~ 700C
~ 1000C
~ 1300C
c. Kecepatan pengadukan
~ 450 RPM
~ 475 RPM
~ 500 RPM
3.5.2. Mengendalikan Faktor.
Untuk mendapatkan hasil penelitian yang baik maka perlu mengendalikan semua
komponen yang terdapat dilingkungan penelitian tersebut. Didalam penelitian ini
selain faktor-faktor yang sudah ditentukan diatas, faktor lain juga tetap dikendalikan
seperti material, mesin yang digunakan, alat ukur, dan operator yang mengerjakan.
Material yang digunakan dipastikan homogen yang dipasok dari satu pemasok. Hal
tersebut dapat dibuktikan secara dokumentasi oleh pihak PT HIKI dan kemudian
diuji ulang dilaboratorium PT PAMETINDO. Uji laboratorium yang dilakukan
adalah pengukuran nilai karbon, krum dan nikel. Mesin yang digunakan ialah mesin
yang dikondisikan semirip mungkin dan alat ukur yang digunakan terkaliberasi
Page 39
25
dengan baik. Untuk mejamin keseragaman metode dan handling maka proses
percobaan dilakukan sendiri dengan peneliti sehingga dapat dipastikan bahwa
perlakuan dan handling yang diterapkan berlaku sama sesuai dengan spesifikasi dan
ketentuan yang ditetapkan.
3.5.3 Melakukan Pengacakan Pada Setiap Jenis Perlakuan.
Pada penelitian ini, metode pengacakan menggunakan Rancangan Acak Lengkap
(RAL), sehingga semua perlakuan diacak secara lengkap tanpa dikelompokkan
dengan bantuan Microsoft exel.
3.5.4. Melakukan Uji Statistik.
Langkah-langkah yang dilakukan untuk perhitungan uji statistik terhadap hasil
percobaan yang telah dilakukan ialah sebagi berikut:
Menganalisis hasil faktorial yaitu data yang telah didapatkan dari proses
percobaan dihitung menggunakan aplikasi minitab dengan metode factorial
design.
Melakukan Analysis of variance (ANOVA). Aplikasi minitab bukan hanya
menghasilkan data factorial namun dapat juga memberikan hasil analisa lainya
seperti hasil analisis varian yang akan memberikan beberapa plot data residual
serta interaksi antar faktor yang dapat dilihat pada grafik main effect plot dan
interaction plot.
Analisis residual serta penentuan model adequacy yaitu dengan melakukan
pengujian pada data-data residual yakni uji normalitas, uji homogenitas ragam
serta kebebasan galat yang merupakan uji keabsahan model yang digunakan.
Apabila semua asumsi telah terpenuhi maka model adequacy dapat
perlihatkan serta model yang digunakan sudah merupakan model yang benar.
Memperoleh rancangan /kombinasi optimal yang merupakan tujuan dari
penelitian ini.
Page 40
26
Alur rancangan percobaan yang dilakukan ditujukkan pada diagram berikut ini:
Gambar 3.2. Alur Rancangan Percobaan
3.6. Simpulan
Bagian ini merupakan kumpulan dari poin-poin utama yang diambil sebagai simpulan
dari penelitian. Simpulan penelitian haruslah dapat menjawab rumusan masalah
begitu juga apa yang menjadi tujuan penelitian. Pada bagian ini disampaikan juga
beberapa saran ataupun rekomendasi untuk penelitian yang serupa.
Membuat Rancangan
eksperimen faktorial 33
Mulai
Studi Pendahuluan
Identifikasi Penyebab part
deformasi
Menetukan Variabel
Menetukan Faktor dari
Variabel
A
Mengumpulkan Data
Memperkirakan Faktor Efek dari setiap respon
Interpretasi uji ANOVA
Menentukan Model Regresi
Analisi Residual
Interpretasi contour plot & surface plot
Menentukan rancangan optimal
Signifikan Tidak
Signifikan
A
Selesai
Page 41
27
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
4.1 Studi Pendahuluan
Part Shaft Bolt memiliki alur proses produksi tersendiri seperti yang dijelaskan pada
diagram berikut ini:
Gambar 4.1. Alur Proses Produksi Part Shaft Bolt
Seperti yang telah dijelaskan pada bagian pendahuluan bahwa tingginya tingkat
deformasi pada part shaft bolt menjadi masalah yang ingin diselesaikan dengan
melakukan perbaikan proses heat treatment. Pada gambar 4.2 terlihat bagaimana
bentuk fisik dari part shaft bolt itu sendiri metode penataan pada jig proses dan
metode pemeriksaan deformasinya.
Gambar 4.2. Part Shaft Bolt
penataan part
pada wadah jig
untuk diproses
Deformasi OK
Proses Inti Heat
Treatment
Deformasi NG
Pengecekan
Hardness Pengecekan
Deformasi
Page 42
28
Masalah yang dihadapi ialah tingginya tingkat deformasi pada part shaft bolt milik
PT.HIKI yang merupakan efek dari proses heat treatment yang dilakukan di
PT.PAMETINDO yakni secara rata-rata mencapai 16.9% seperti yang ditunjukkan
pada tabel berikut ini:
Tabel 4.1. Rekapitulasi Data Inspeksi Mutu Part Shaft Bolt 2015
REKAPITULASI DATA INSPEKSI HEAT TREATMENT 2015
No. Item Bulan
Total Januari Februari Maret
1 Qty Proses 92.446 231.323 210.277 534.046
2 Qty Deformasi 15.539 38.975 35.423 89.937
3 Deformasi (%) 16.8% 16.8% 16.8% 16.8%
Penelitian yang dilakukan ialah berfokus pada proses penataan part pada jig, proses
inti heat treatment, bagian pengecekan deformasi dan bagian pengecekan hardness.
Keputusan untuk memilih fokus pada beberapa bagian tersebut diatas mengacuk
kepada hasil analisa diagram sebab akibat yang ditampilakan pada gambar 4.2
dibawah ini:
Gambar 4.3. Diagram Sebab Akibat part shaft bolt Deformasi
MAN MATERIAL
Deformasi
Tidak mengikuti --- SOP
---Keliru membuat laporan
Salah setting --- alat ukur
---Salah menentukan parameter proses
Part bending --- sebelum treatment
---Raw Material tidak sesuai spec
MACHINE
Sensor suhu --- oli eror
---Motor agitator rusak
METHOD
Penataan part --- pada jig tidak
Vertikal ---Suhu oli tidak tepat
---Speed agitator tidak tepat
Tipe oli tidak --- tepat
Page 43
29
Data mengenai kemungkinan penyebab deformasi pada gambar 4.3 tersebut di atas
kemudian dikumpukan dan dikaji secara bersama dengan bagian terkait. Pengkajian
dilakukan mengacu pada data bagian maintenance, produksi dan quality inspection.
Selain mengacu kepada data tersebut, pengkajian juga dilakukan dengan
mempertimbangkan pengalama para staff engineering dan para operator yang selama
ini melakukan proses part shaft bolt melalui wawancara langsung di lapangan. Hasil
pengkajian menyatakan bahwa penyebab deformasi yang paling mungkin mengarah
kepada metode yang selam ini telah dilakukan seperti yang ditunjukkan pada tabel
4.2 dibawah ini:
Tabel 4.2 Kajian Penyebab part shaft bolt Deformasi
Kemungkinan
Penyebab
Masalah
Kajian Penyebab
masalah?
MAN
Tidak mengikuti
SOP
Model SOP yang digunakan sudah berurutan sehingga
proses yang dilakukan juga harus berurutan. Kolom
untuk tanda tangan operator pada setiap lembaran ceck
sheet untuk setiap work station telah disediakan.
Operator berikutnya tidak akan melakukan proses jika
kolom porses sebelumnnya belum ditanda tangani.
Tidak
Keliru membuat
laporan
Pembuatan laporan selalu dipantau oleh Group
Leadermasing-masing bagian dengan melakukan doble
ceck sebelum membubuhkan tanda tangan. Selanjutnya
diajukan kepada Supervisor untuk di approve. Jika
ditemukan abnormality maka dilakukan pengecekan
ulang pada kondisi aktual dilapangan.
Tidak
MATERIAL
Raw material
tidak sesuai spec
Saat penerimaan raw material, sudah dilakukan
pengecekan secara fisik dan pengecekan secara
administratif. Sejauh ini belum pernah ditemukan
perbedaan antara aktual fisik material dan
dokumennya. Sehingga spesifikasi material diyakini
selalu sesuai.
Tidak
Page 44
30
Tabel 4.2 Kajian Penyebab part shaft bolt Deformasi (lanjutan)
Kemungkinan
Penyebab
Masalah
Kajian Penyebab
masalah?
Part bending
sebelum
treatment
Informasi dari customer melalui rapat koordinasi
bulanan bahwa pihak customer telah menjamin tidak
terjadi bending sebelum pengiriman ke
PT.PAMETINDO karena telah dilakukan pengecekan
100%. Saat penerimaan di PT.PAMETINDO juga
dilakukan pengecekan bending dengan metode
sampling.
Tidak
MACHINE
Sensor suhu oli
eror
Data ceck sheet harian dan ceck sheet minggun mesin
menunjukkan tidak terja eror pada sensor suhu oli.
Sensor suhu oli juga dikalibersasi sesuai jadwal.
Tidak
Motor agitator
rusak
Data ceck sheet harian dan ceck sheet minggun mesin
menunjukkan tidak terja kerusakan pada motor agitator
serta terkaliberasi sesuai jadwal.
Tidak
Alat ukur mutu
tidak akurat
Alat ukur yang digunakan untuk pengukuran part shaft
bolt ialah alat ukur yang juga digunakan untuk
pengukuran part lainnya. Setiap melakukan
pengukuran selalu diawali dengan kaliberasi sehingga
dapat dipastikan bahwa tidak terjadi kesalahan pada
alat ukur yang digunakan.
Tidak
METHOD
Penataan part
pada jig tidak
sesuai
Penataan part pada jig sudah yang paling ideal yaitu
dilakukan secara verikal sehingga kecepatan
pendinginan pada setiap diameter permukaan part
mejadi seragam. Namun masih memungkinkan terjadi
bending.
Ya
Tipe oli tidak
tepat Oli yang digunakan ialah jenis QS SAE 20 Ya
Suhu oli tidak
tepat Suhu oli yang digunakan ialah 70
0C Ya
Speed agitator
tidak tepat Speed Agitator yang digunakan ialah 450 RPM Ya
Page 45
31
4.2. Pengolahan Data
4.2.1. Menentukan jenis Perlakuan
Suwanda (2011) mengatakan bahwa pemilihan rancangan percobaan meliputi
penentuan seberapa banyak faktor, ulangan serta urutan atau tahapan-tahapan yang
akan dilakukan. Didalam penelitian ini faktor yang diuji ialah Jenis oli, Suhu oli dan
Speed Agitator. Sedangkan respon yang akan diamati ialah efek deformasi dan nilai
hardness. Dari kondisi tersebut maka rancangan yang dilakukan akan ialah rancangan
faktorial 3k dual respon. Agar mempermudah pengamatan maka prototype yang akan
dicoba diberi kode yang ditunjukkan pada tabel 4.3 di bawah ini:
Tabel 4.3. Kode Prototype
Faktor Kode Variabel Kode
Jenis Oli ( A )
SAE 20 -1
SAE 35 0
SAE 50 1
Suhu Oli ( B )
700C -1
1000C 0
1300C 1
Speed Agitator ( C )
450RPM -1
475RPM 0
500RPM 1
Surdia (1999) mengatakan bahwa kemampuan jenis media Quenching untuk
mendinginkan benda kerja bisa berbeda-beda. Perbedaan tersebut disebabkan oleh
suhu, kekentalan, kadungan kimia serta bahan dasar dari media Quenching tersebut.
Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnnya bahwa penelitian ini tidak
melakukan perubahan kondisi mesin dan material yang digunakan. Jenis oli yang
digunakan dalam penelititan ini ialah mengikuti stock yang ada pada gudang material
PT.PAMETINDO sendiri, demikian halnya dengan suhu maupun speed agitator
pengadukannya sehingga rancangan yang paling idel ialah faktorial 33 dual respon.
Page 46
32
Untuk mendapatkan rancangan faktorial 33 maka ditentukanlah tingkat-tingkat yang
dibutuhkan. Jenis oli yang tersedia ialah SAE20, SAE 35 dan SAE 50. Suhu yang
dapat dikendalikan untuk media quenching mesin PT.PAMETINDO ialah antara
700C sampai dengan 140
0C sehingga variabel diambil dari nilai tengah suhu tersebut
yaitu 1000C. Motor Agitator yang tersedia untuk pengadukan oli bekecepatan antara
450RPM sampai dengan 500RPM sehingga sama halnya dengan suhu, variabel ketiga
untuk speed agitator ditentukan pada nilai tengahnya yaitu 475RPM.
4.2.2. Pengacakan untuk Semua Jenis Perlakuan
Salah satu prinsip dasar dari perancangan percobaan ialah melakukan pengacakan
seperti yang ditujukkan pada tabel 4.4 dibawah ini:
Tabel 4.4. Rancangan Acak Percobaan untuk Semua Jenis Perlakuan
Unit Faktor
Unit Faktor
Unit
Faktor Unit
Faktor
A B C
A B C
A B C
A B C
1 0 -1 0
21 0 1 -1
41 -1 0 1
61 0 1 1
2 1 -1 0
22 -1 0 1
42 1 0 -1
62 1 1 0
3 -1 0 0
23 1 1 1
43 1 0 1
63 0 0 -1
4 1 1 1
24 1 -1 -1
44 0 0 -1
64 0 1 -1
5 -1 -1 0
25 1 -1 1
45 -1 0 -1
65 -1 1 1
6 1 0 0
26 -1 -1 -1
46 1 0 1
66 -1 1 0
7 0 1 0
27 0 0 0
47 1 0 0
67 0 -1 0
8 -1 0 0
28 0 -1 1
48 -1 0 0
68 -1 1 -1
9 0 0 0
29 -1 0 -1
49 -1 0 1
69 0 -1 1
10 1 0 1
30 1 0 0
50 -1 1 -1
70 0 1 1
11 -1 -1 -1
31 1 -1 0
51 1 0 -1
71 0 -1 -1
12 0 1 1
32 1 1 1
52 -1 1 0
72 -1 -1 0
13 1 1 0
33 1 1 -1
53 0 0 1
73 1 -1 1
14 1 0 1
34 1 1 -1
54 1 -1 -1
74 0 0 0
15 1 0 -1
35 1 -1 0
55 -1 0 -1
75 0 1 0
16 0 -1 0
36 0 -1 1
56 -1 -1 1
76 -1 -1 -1
17 1 0 0
37 0 -1 -1
57 -1 0 -1
77 -1 -1 1
18 1 -1 -1
38 0 -1 -1
58 0 1 0
78 1 0 -1
19 -1 1 1
39 0 1 -1
59 -1 1 0
79 0 0 -1
20 0 0 1
40 -1 0 1
60 0 0 1
80 -1 -1 0
81 -1 1 1
Page 47
33
Pengacakan bertujuan untuk menghindari data yang mengadung kekeliruan yang
sistematik, menghindari bias serta untuk memenuhi asumsi independensi antar
pengamatan pada analisa statistika (Suwanda, 2011). Dalam penelitian ini,
pengacakan dilakukan dengan bantuan Microsoft exel dengan memberi bilangan acak
antara 100 sampai dengan 200. Setelah prototype diacak, selanjutnya nomor bilangan
acak diurutkan dari yang terkecil hingga yang terbesar.
4.2.3. Proses Percobaan
Proses percobaan dilakukan pada part yang sesungguhnya setelah mendapatkan
persetujuan dari pihak PT.HIKI. Setiap proses percobaan diupayakan semirip
mungkin yakni dilakukan pada satu mesin dan dikerjakan oleh satu orang operator
yang sama. Demikian halnya untuk pengecekan deformasi dan harness dilakukan
oleh satu orang operator dengan alat ukur yang sama dan telah dikaliberasi. Semua
tahapan percobaan telah dilakukan sesuai dengan SOP demi mendapatkan data yang
terterbaik.
Proses percobaan dilakukan sesuai dengan urutan unit prototype yang diperoleh dari
proses pengacakan dan pengurutan kembali pada tabel 4.3. Proses percobaan
dilakukan sebanyak 81 kali seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.4. Pengambilan
data dilakukan dengan sistim sampeling yang diambil secara acak. Untuk sampel
deformasi diambil sebanyak 100 buah, sedangkan untuk sampel hardness diambil
tiga buah saja dari setiap unit percobaan karena pengambilan nilai harness harus
dengan uji destruktif.
Pengukuran nilai harndess dilakukan sesuai dengan pengalaman yang telah dimiliki,
maka tiga buah sampel untuk setiap unit proses telah dapat mewakili populasi secara
keseluruhan. Pengukuran sampel dilakukan dengan alat ukur yang sudah terkaliberasi
Page 48
34
sehingga data yang dihasilkan merupakan data yang akurat. Hasil pengukuran sampel
proses percobaan menunjukkan bahwa sampel deformasi yang diperoleh dari
kombinasi -1, -1 dan 1 mencapai 17 buah. Artinya bahwa kombinasi tersebut yang
juga merupakan kombinasi saat ini memang merupakan kombinasi yang paling buruk
dari kombinasi lainnya sehinga perlu dikaji ulang. Hasil proses percobaan
ditunjukkan pada tabel 4.5 berikut ini:
Tabel 4.5. Tingkat Deformasi dan Nilai Hardness dari Proses Percobaan 33
No Jenis Suhu Speed Kode
Jenis
Kode
Suhu
Kode
Speed
Rata-rata
Deformasi
Rata-rata
Hardness
1 20 70 450 -1 -1 -1 15 37
2 35 70 450 0 -1 -1 10 34
3 50 70 450 1 -1 -1 8 32
4 20 100 450 -1 0 -1 12 35
5 35 100 450 0 0 -1 14 36
6 50 100 450 1 0 -1 6 28
7 20 130 450 -1 1 -1 8 31
8 35 130 450 0 1 -1 10 27
9 50 130 450 1 1 -1 0 27
10 20 70 475 -1 -1 0 14 37
11 35 70 475 0 -1 0 12 31
12 50 70 475 1 -1 0 6 33
13 20 100 475 -1 0 0 12 39
14 35 100 475 0 0 0 10 32
15 50 100 475 1 0 0 4 32
16 20 130 475 -1 1 0 11 38
17 35 130 475 0 1 0 4 30
18 50 130 475 1 1 0 1 28
19 20 70 500 -1 -1 1 17 39
20 35 70 500 0 -1 1 12 38
21 50 70 500 1 -1 1 15 32
22 20 100 500 -1 0 1 13 38
23 35 100 500 0 0 1 7 36
24 50 100 500 1 0 1 12 34
25 20 130 500 -1 1 1 11 37
26 35 130 500 0 1 1 5 34
27 50 130 500 1 1 1 7 28
Minimal 0 27
Maksimal 17 39
Page 49
35
4.2.4. Pengolahan Data Statistik Dengan Software Minitab
Analisa data dengan beberapa metode statistik perlu dilakukan guna memperoleh
hasil-hasil dan kesimpulan yang objektif (Suwanda, 2011). Dalam penelitian ini, data
tingkat deformasi dan nilai hardness yang diperoleh dari hasil proses percobaan
kemudian diolah secara statistik dengan menggunakan software minitab. Pada kolom
session hasil pengolahan data dari minitab ditampilkan berurutan sesuai dengan
instruksi yang diberikan. Urutan tampilan pada session tidak akan mempengaruhi
hasil analisa sehingga urutan tersebut dapat ditentukan sesuai dengan keinginan
peneliti. Dalam penelitian ini urutan yang pertama ialah respon deformasi seperti
yang ditunjukkan pada gambar 4.4 berikut ini:
Gambar 4.4. Hasil Pengolahan Minitab untuk Respon Deformasi
Factorial Regression: Deformasi versus Kode Jenis, Kode Suhu, Kode Speed Analysis of Variance
Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value
Model 7 1005.77 143.681 21.87 0.000
Linear 3 944.00 314.667 47.90 0.000
Kode Jenis 1 474.07 474.074 72.16 0.000
Kode Suhu 1 427.85 427.852 65.13 0.000
Kode Speed 1 42.08 42.076 6.40 0.014
2-Way Interactions 3 60.72 20.241 3.08 0.033
Kode Jenis*Kode Suhu 1 4.00 4.000 0.61 0.438
Kode Jenis*Kode Speed 1 46.69 46.694 7.11 0.009
Kode Suhu*Kode Speed 1 10.03 10.028 1.53 0.221
3-Way Interactions 1 1.04 1.042 0.16 0.692
Kode Jenis*Kode Suhu*Kode Speed 1 1.04 1.042 0.16 0.692
Error 73 479.58 6.570
Lack-of-Fit 19 436.17 22.956 28.56 0.000
Pure Error 54 43.41 0.804
Total 80 1485.34
Model Summary
S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
2.56312 67.71% 64.62% 61.01%
Coded Coefficients
Term Effect Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 9.486 0.285 33.31 0.000
Kode Jenis -5.926 -2.963 0.349 -8.49 0.000 1.00
Kode Suhu -5.630 -2.815 0.349 -8.07 0.000 1.00
Kode Speed 1.765 0.883 0.349 2.53 0.014 1.00
Kode Jenis*Kode Suhu -0.667 -0.333 0.427 -0.78 0.438 1.00
Kode Jenis*Kode Speed 2.278 1.139 0.427 2.67 0.009 1.00
Kode Suhu*Kode Speed -1.056 -0.528 0.427 -1.24 0.221 1.00
Kode Jenis*Kode Suhu*Kode Speed -0.417 -0.208 0.523 -0.40 0.692 1.00
Page 50
36
Urutan berikutnya ialah respon hardness seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.5
berikut ini:
Gambar 4.5. Hasil Pengolahan Minitab untuk Respon Hardness
a. Memperkirakan Efek Faktor dari Masing-Masing Respon
Untuk memperkirakan efek faktor apa saja yang mempengaruhi respon dengan
signifikan dapat dianalisa dari pengolahan minitab yaitu dengan melihat P-Value.
Jika P-Value lebih kecil dari 0,05 berarti faktor tersebut mempengaruhi respon
namun jika P-Value lebih besar dari 0,05 berarti faktor tesebut mempengaruhi
respon tetapi tidak signifikan atau bahkan tidak mempengaruhi sama sekali.
Dengan demikian dari hasil pengolahan minitab tersebut diatas maka faktor-faktor
yang mempengaruhi respon secara signifikan ialah seperti yang ditunjukkan pada
tabel 4.6 berikut ini:
Factorial Regression: Hardness versus Kode Jenis, Kode Suhu, Kode Speed Analysis of Variance
Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value
Model 7 898.89 128.413 33.47 0.000
Linear 3 863.43 287.811 75.01 0.000
Kode Jenis 1 546.58 546.579 142.46 0.000
Kode Suhu 1 176.04 176.042 45.88 0.000
Kode Speed 1 140.81 140.812 36.70 0.000
2-Way Interactions 3 31.77 10.591 2.76 0.048
Kode Jenis*Kode Suhu 1 12.37 12.367 3.22 0.077
Kode Jenis*Kode Speed 1 3.00 3.004 0.78 0.379
Kode Suhu*Kode Speed 1 16.40 16.403 4.28 0.042
3-Way Interactions 1 3.68 3.682 0.96 0.331
Kode Jenis*Kode Suhu*Kode Speed 1 3.68 3.682 0.96 0.331
Error 73 280.08 3.837
Lack-of-Fit 19 240.06 12.635 17.05 0.000
Pure Error 54 40.02 0.741
Total 80 1178.97
Model Summary
S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
1.95876 76.24% 73.97% 72.49%
Coded Coefficients
Term Effect Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 33.399 0.218 153.46 0.000
Kode Jenis -6.363 -3.181 0.267 -11.94 0.000 1.00
Kode Suhu -3.611 -1.806 0.267 -6.77 0.000 1.00
Kode Speed 3.230 1.615 0.267 6.06 0.000 1.00
Kode Jenis*Kode Suhu -1.172 -0.586 0.326 -1.80 0.077 1.00
Kode Jenis*Kode Speed -0.578 -0.289 0.326 -0.88 0.379 1.00
Kode Suhu*Kode Speed 1.350 0.675 0.326 2.07 0.042 1.00
Kode Jenis*Kode Suhu*Kode Speed -0.783 -0.392 0.400 -0.98 0.331 1.00
Page 51
37
Tabel 4.6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Respon secara Signifikan
No Respon Faktor P-Value Signifikan
(<0,05)
1 Deformasi
Jenis 0 Ya
Suhu 0 Ya
Speed 0.014 Ya
Jenis*Speed 0.009 Ya
2 Hardness
Jenis 0 Ya
Suhu 0 Ya
Speed 0 Ya
Suhu*Speed 0.042 Ya
Terlihat bahwa selain semua faktor, ada juga pengaruh yang signifikan dari
interaksi jenis dengan speed terhadap deformasi dan pengaruh interaksi suhu
dengan speed terhadap hardness. Secara visualisasi dapat juga dengan mengamati
grafik Normal Plot of the Standardized Effects dan Half Normal Plot of the
Standardized Effects yang ditampilkan pada bagian lampiran.
b. Interpretasi Uji ANOVA
Hasil Analysis of Variance dari pengolahan minitab juga digunakan untuk menguji
hipotesis mengenai pengaruh masing – masing faktor dan interaksi antar faktor
terhadap respon. H0 menunjukan tidak adanya pengaruh yang signifikan dari
faktor terhadap respon. H1 menunjukan ada pengaruh signifikan dari faktor
terhadap respon.
Respon Deformasi:
Susunan Interaksi tertinggi
Ho = (𝛼𝛽𝜏)𝑖𝑗𝑘 = 0 untuk semua ijk
H1 = (𝛼𝛽𝜏)𝑖𝑗𝑘 ≠ 0 untuk beberapa ijk
α = 0,05
P-value dari 3-Way Interactions ialah 0,692. Artinya bahwa interaksi dari
faktor Jenis, Suhu, dan Speed tidak memberikan pengaruh yang signifikan
Page 52
38
terhadap respon Deformasi karena > 0,05 maka reject H1. Karena tidak
signifikan, maka perlu meninjau susunan interaksi kedua.
Interaksi antara faktor Jenis dan faktor Suhu
Ho = (𝛼𝛽)𝑖𝑗 = 0 untuk semua ij
H1 = (𝛼𝛽)𝑖𝑗 ≠ 0 untuk beberapa ij
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk faktor Jenis dan Suhu adalah 0,438
artinya bahwa interaksi kedua faktor tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap respon Deformasi karena > 0,05 sehingga reject H1.
Interaksi antara faktor Jenis dan faktor Speed
Ho = (𝛼𝜏)𝑖𝑘 = 0 untuk semua ik
H1 = (𝛼𝜏)𝑖𝑘 ≠ 0 untuk beberapa ik
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk faktor Jenis dan Speed adalah 0,009
artinya bahwa interaksi kedua faktor memberikan pengaruh yang signifikan
terhadap respon Deformasi karena < 0,05 sehingga reject H0.
Interaksi antara faktor Suhu dan Speed
Ho = (𝛽𝜏)𝑗𝑘 = 0 untuk semua jk
H1 = (𝛽𝜏)𝑗𝑘 ≠ 0 untuk beberapa jk
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk Suhu dan Speed adalah 0,221 artinya
bahwa interaksi kedua faktor tidak memberikan pengaruh yang signifikan
terhadap respon Deformasi karena > 0,05 sehingga reject H1. Karena masih
terdapat yang tidak signifikan, maka perlu meninjau susunan interaksi terkeci.
Interaksi masing-mssing faktor
Faktor Jenis
Ho = (𝛼)𝑖 = 0 untuk semua i
H1 = (𝛼)𝑖 ≠ 0 untuk beberapa i
α = 0,05
Page 53
39
P-value dari faktor Jenis adalah 0 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon Deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Faktor Suhu
Ho = (𝛽)𝑗 = 0 untuk semua j
H1 = (𝛽)𝑗 ≠ 0 untuk beberapa j
α = 0,05
P-value dari faktor Suhu adalah 0 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon Deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Faktor Speed
Ho = (𝜏)𝑘 = 0 untuk semua k
H1 = (𝜏)𝑘 ≠ 0 untuk beberapa k
α = 0,05
P-value dari faktor Suhu adalah 0,014 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon Deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Respon Hardness:
Susunan Interaksi tertinggi
Ho = (𝛼𝛽𝜏)𝑖𝑗𝑘 = 0 untuk semua ijk
H1 = (𝛼𝛽𝜏)𝑖𝑗𝑘 ≠ 0 untuk beberapa ijk
α = 0,05
P-value dari 3-Way Interactions ialah 0,331. Artinya bahwa interaksi dari
faktor Jenis, Suhu, dan Speed tidak memberikan pengaruh yang signifikan
terhadap respon Hardness karena > 0,05 maka reject H1. Karena tidak
signifikan, maka perlu meninjau susunan interaksi kedua.
Interaksi antara faktor Jenis dan faktor Suhu
Ho = (𝛼𝛽)𝑖𝑗 = 0 untuk semua ij
H1 = (𝛼𝛽)𝑖𝑗 ≠ 0 untuk beberapa ij
Page 54
40
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk faktor Jenis dan Suhu adalah 0,077
artinya bahwa interaksi kedua faktor tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap respon Hardness karena > 0,05 sehingga reject H1.
Interaksi antara faktor Jenis dan faktor Speed
Ho = (𝛼𝜏)𝑖𝑘 = 0 untuk semua ik
H1 = (𝛼𝜏)𝑖𝑘 ≠ 0 untuk beberapa ik
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk faktor Jenis dan Speed adalah 0,379
artinya bahwa interaksi kedua faktor tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap respon Hardness karena > 0,05 sehingga reject H1.
Interaksi antara faktor Suhu dan Speed
Ho = (𝛽𝜏)𝑗𝑘 = 0 untuk semua jk
H1 = (𝛽𝜏)𝑗𝑘 ≠ 0 untuk beberapa jk
α = 0,05
P-value dari 2-Way Interactions untuk Suhu dan Speed adalah 0,042 artinya
bahwa interaksi kedua faktor memberikan pengaruh yang signifikan terhadap
respon Hardness karena < 0,05 sehingga reject H0. Karena masih terdapat yang
tidak signifikan, maka perlu meninjau susunan interaksi terkeci.
Interaksi masing-mssing faktor
Faktor Jenis
Ho = (𝛼)𝑖 = 0 untuk semua i
H1 = (𝛼)𝑖 ≠ 0 untuk beberapa i
α = 0,05
P-value dari faktor Jenis adalah 0 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Faktor Suhu
Ho = (𝛽)𝑗 = 0 untuk semua j
Page 55
41
H1 = (𝛽)𝑗 ≠ 0 untuk beberapa j
α = 0,05
P-value dari faktor Suhu adalah 0 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Faktor Speed
Ho = (𝜏)𝑘 = 0 untuk semua k
H1 = (𝜏)𝑘 ≠ 0 untuk beberapa k
α = 0,05
P-value dari faktor Suhu adalah 0 artinya bahwa faktor Suhu memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon deformasi karena < 0,05 sehingga
reject H1.
Hasil analisis varian menunjukan semua faktor berpengaruh signifikan terhadap
respon. Namun tidak semua interaksi faktor berpengaruh signifikan terhadap
respon. Yang berpengaruh signifikan terhadap respon Deformasi hanya interaksi
dari faktor Jenis dan Speed saja sedangkan yang berpengaruh signifikan Hardness
hannya faktor Suhu dan Speed saja.
c. Analisis Korelasi
Analisi Korelasi bertujuan untuk mengukur seberapa besar hubungan linearitas
antara dua atau lebih variabel. Hasil pengolahan minitab dalam penelitian ini
menunjukkan bahwa untuk semua faktor maupun interaksi antara faktor bernilai
satu yang ditunjukkan pada VIF. Hal tersebut memberi arti bahwa hubungan
antara setiap faktor maupun interaksi faktor tersebut adalah sangat kuat dan
bersifat searah. Artinya bahwa jika salah satu faktor bergerak naik maka yang
lainnya juga akan bergerak naik begitupun sebaliknya.
4.2.5. Interpretasi Faktorial Plot pada Analysis of Variance.
Main Effect Plot, Interaction Plot dan Cube Plot merupakan Factorial plots pada
analisis varian yang dihasilkan oleh program minitab. Grafik Main Effect of
Page 56
42
deformasi menunjukan bahwa perubahan jenis oli (peningkatan SAE), peningkatan
suhu dan penurunan speed agitator akan menurunkan tingkat deformasi part. Grafik
Main Effect of Hardness menunjukkan bahwa perubahan jenis oli (peningkatan SAE),
peningkatan suhu dan penurunan speed agitator akan menurunkan nilai harness
namun penurunan tersebut masih masuk dalam spesifikasi yang ditentukan yakni
HRC 25~40. Grafik Main Effect of deformasi dan grafik Main Effect of Hardness
ditunjukkan pada gambar 4.6 dan 4.7 berikut ini:
Gambar 4.6. Grafik Main Effect Plots Deformasi
Gambar 4.7. Grafik Main Effect Plots Hardness
Mattjik dan Sumertajaya (2013) mengatakan bahwa pengaruh interaksi dapat
dideteksi dari perilaku suatu respon pada berbagai keadaan faktor lainnya. Apabila
respon dari suatu faktor berubah pola dari kondisi tertentu ke kondisi lain untuk
Page 57
43
faktor yang lain, berarti pada kedua faktor tersebut terdapat interaksi. Sementara
apabila pola respon dari suatu faktor tidak mengalami perubahan pada berbagai
kondisi faktor yang lainnya maka kedua faktor tidak berinteraksi. Suwanda (2011)
mengemukakan bahwa ada tidaknya interaksi antara dua faktor dapat dilihat melalui
garis hasil plot perubahan nilai respon. Jika garis hasil plot perubahan nilai respon
karena faktor A pada masing-masing taraf faktor B adalah sejajar maka kondisi
tersebut mengindikasikan tidak ada interaksi sedangkan jika tidak sejajar maka ada
interaksi. Pengaruh interaksi tersebut dapat diamati melalui grafik Interaction Plot
pada gambar 4.8 dan 4.9. Pada grafik interaction plot for deformasi dan grafik
interaction plot for hardness garis hasil plot data antar faktor ialah mendekati atau
hampir sejajar sehingga dapat disimpulkan bahwa semua faktor ada interaksi namun
pengaruh dari setiap interaksi faktor tersebut terhadap respon adalah ada akan tetapi
tidak signifikan.
Gambar 4.8. Grafik Interaction Plot for Deformasi
Page 58
44
Gambar 4.9. Grafik Interaction Plot for Hardness
Cube plot for deformasi pada gambar 4.10 menujukan bahwa deformasi dengan nilai
terrendah terjadi pada interaksi antara jenis 1 (SAE 50) dengan Suhu 1 (1300C)
dengan Speed -1 (450RPM) yaitu 2.0890%. Terendah kedua terjadi pada interaksi
antara jenis 1 (SAE 50) dengan Suhu 1 (1300C) dengan Speed 1 (500RPM) yaitu
4.6600%. Terendah ketiga terjadi pada interaksi antara jenis 1 (SAE 50) dengan Suhu
-1 (700C) dengan Speed -1 (450RPM) yaitu 6.9131%. Terendah keempat terjadi pada
interaksi antara jenis -1 (SAE 20) dengan Suhu 1 (1300C) dengan Speed 1 (500RPM)
yaitu 9.3915%. Terendah kelima terjadi pada interaksi antara jenis -1 (SAE 20)
dengan Suhu 1 (1300C) dengan Speed -1 (450RPM) yaitu 10.5427%. Terendah ke-6
terjadi pada interaksi antara jenis 1 (SAE 50) dengan Suhu -1 (700C) dengan Speed 1
(500RPM) yaitu 12.4285%. Terendah ke-7 terjadi pada interaksi antara jenis -1 (SAE
20) dengan Suhu -1 (700C) dengan Speed -1 (450RPM) yaitu 14.8668% dan yang
terbanyak terjadi pada interaksi antara jenis -1 (SAE 20) dengan Suhu -1 (700C)
dengan Speed 1 (500RPM) yaitu 14.9933%
Page 59
45
Gambar 4.10. Cube Plot for Deformasi
Cube plot for hardness pada gambar 4.11 menujukan bahwa nilai hardness terrendah
terjadi pada interaksi antara jenis 1 (SAE 50) dengan Suhu 1 (1300C) dengan Speed -
1 (450RPM) yaitu HRC 26.2146 dan yang tertinggi terjadi pada interaksi antara jenis -
1 (SAE 20) dengan Suhu -1 (700C) dengan Speed 1 (500RPM) yaitu HRC 38.6367.
Nilai tersebut masih masuk spesifikasi yang ditentukan yakni HRC 25 sampai dengan
HRC 40.
Gambar 4.11. Cube Plot for Hardness
Page 60
46
4.2.6 Analisis Residual
Untuk menentukan apakah model telah memenuhi syarat dan apakah asumsi
regresi dapat terpenuhi maka dilakukan Analisis Residual. Jika model betul dan
asumsi telah terpenuhi, maka data residual semestinya membentuk pola yang
kurang berstruktur (Suwanda, 2011). Secara visual analisis residual dapat diamati
pada Grafik Residual Plots, Hasil run test Response dan Grafik Autocorrelation
Function yang ditempatkan pada bagian lampiran 2 dan 6. Untuk data kedua
respon asumsi tersebut telah terpenuhi dan telah diuji melalui pengujian
Normalitas, Homogenitas dan Kebebasan Galat yang lakukan dengan minitab
seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut ini:
Tabel 4.7. Hasil Pengujian Normalitas, Homogenitas dan Kebekasan Galat
No Respon Pengujian
Normalitas Homogenitas Kebebasan Galat
1 Deformasi Normal Homogen Bebas
2 Hardness Normal Homogen Bebas
a. Uji Normalitas
Hasil pengolahan data minitab telah membuktikan bahwa data yang diperoleh dari
proses percobaan untuk kedua respon adalah normal. Data telah tersebar secara
acak dan tidak berpola serta P-value dari uji normalitas metode Anderson-Darling
untuk respon deformasi memperoleh angka sebesar 0,249 dan untuk respon
hardness memperoleh angka sebesar 0,825 yang ditunjukkan pada grafik Residual
Plot Respon pada lampiran 2. Perolehan kedua angka tersebut lebih besar dari nilai
sig yaitu 0,05 sehingga data telah mengikuti distribusi normal. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa data residual deformasi dan hardness merupakan data
yang mengikuti distribusi normal sehingga dari hipotesis H0 = 0 atau data normal
dan H1 ≠ 0 atau data tidak normal dengan α = 0,05 terima H0.
b. Homogenitas Ragam
Pola yang terlihat pada grafik Versus Fit untuk deformasi dan hardness sudah
membentuk pola yang tidak terstruktur Dengan mengamati plot residual dan fitted
Page 61
47
value, asumsi homogenitas ragam dapat diperiksa. Metode lain untuk menguji
asumsi ini ialah dengan aplikasi minitab yaitu Run-Test yang ditunjukkan pada
bagian lampiran 2 dan 6. Jika P-value >0.05 artinya bahwa data telah tersebar
secara acak. P-Value dari proses Run-Test untuk defromasi ialah sebesar 0.203,
lebih besar dari 0.05. Demikian halnya dengan P-Value dari proses Run-Test untuk
hardness yaitu sebesar 0.738 juga lebih besar dari 0.05. Hal tersebut menunjukan
bahwa data telah tersebar secara acak sehingga dari hipotesis H0 = 0 atau data
homogeny dan H1 ≠ 0 atau data tidak homogeny dengan α = 0,05 terima H0.
c. Kebebasan Galat
Asumsi kebebasan galat telah terpenuhi karena plot data perbandingan residual
dengan observation order pada grafik Versus Order tidak membentuk pola
tertentu. Grafik autokorelasi yang ditunjukkan pada lampiran 6 juga telah
menunjukkan bahwa pola lag selalu berada didalam area margin error yang berarti
bahwa residual bersifat independen atau bebas sehingga dari hipotesis H0 = 0 atau
data bersifat bebas/ independen dan H1 ≠ 0 atau data tidak bersifat bebas/
independen dengan α = 0,05 terima H0.
4.2.7 Penentuan Model Regresi
Asumsi regresi sudah terpenuhi dan kecukupan data telah berhasil diuji sehingga
model regresi telah dapat ditentukan. Penetukan model regresi dilakukan dengan
meregresikan kembali faktor-faktor yang berpengaruh signifikan termasuk
interaksinya secara tersendiri. Dengan aplikasi minitab hasil regresi ulang terhadap
data respon ditunjukkan pada gambar 4.12 dan 4.13 berikut:
Gambar 4.12. Hasil Regresi Ulang Respon Deformasi
Regression Analysis: Deformasi versus Jenis, Suhu, Speed, Jenis*Speed Coefficients
Term Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 59.5 20.0 2.97 0.004
Jenis -1.640 0.539 -3.04 0.003 542.50
Suhu -0.0938 0.0116 -8.11 0.000 1.00
Speed -0.0710 0.0420 -1.69 0.095 9.17
Jenis*Speed 0.00304 0.00113 2.68 0.009 550.67
Regression Equation
Deformasi = 59.5 - 1.640 Jenis - 0.0938 Suhu - 0.0710 Speed
+ 0.00304 Jenis*Speed
Page 62
48
Gambar 4.13. Hasil Regresi Ulang Respon Hardness
Dari Regression Equation Deformasi model regresi kemudian diperkalikan dengan
kombinasi parameter usulan yang terbaik sehingga diperoleh model regresi sebagai
berikut: (59,5)-(1,640 x 50)-(0,0938 x 130)-(0,0710 x 450)+(0,00304 x 22500) =
1,756. Artinya ialah parameter proses dengan kombinasi jenis oli SAE50 dengan
Suhu 1300C dan Speed Agitator 450 RPM akan menghasilkan efek deformasi sebesar
1,765%. Sedangkan dari Regression Equation Hardness model regresi kemudian
diperkalikan dengan kombinasi parameter usulan yang terbaik sehingga diperoleh
model regresi sebagai berikut: (58,9)-(0,2121 x 50)-(0,488 x 130)-(0,0254 x
450)+(0,000900 x 58500) = 26,075. Artinya ialah parameter proses dengan
kombinasi jenis oli SAE50 dengan Suhu 1300C dan Speed Agitator 450 RPM akan
menghasilkan nilai Hardness HRC 26,075. Untuk hasil uji residual ditunjukkan pada
lampiran 5.
Hasil VIF dari regresi ulang faktor-faktor yang mempengaruhi respon secara
signifikan menunjukkan terjadinya multikolinearitas karena nilai VIF tersebut ialah
1,00. Multikolinearitas terjadi ketika nilai VIF semakin besar sehingga untuk respon
deformasi multikolinearitas terjadi pada faktor jenis dan speed sedangkan untuk
respon hardness multikolinearitas terjadi pada faktor jenis dan suhu. Dengan
demikian perlu dilakukan regresi lanjutan untuk interaksi faktor yang sebelumnya
memang belum diregresikan, dalam hal ini interaksi faktor jenis dan suhu terhadap
respon deformasi dan hardness. Hasil regresi lanjutan tersebut ditunjukkan pada
gambar 4.22 berikut ini:
Regression Analysis: Hardness versus Jenis, Suhu, Speed, Suhu*Speed
Term Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 58.9 21.6 2.73 0.008
Jenis -0.2121 0.0180 -11.78 0.000 1.00
Suhu -0.488 0.210 -2.33 0.023 542.50
Speed -0.0254 0.0454 -0.56 0.577 17.67
Suhu*Speed 0.000900 0.000441 2.04 0.045 559.17
Regression Equation
Hardness = 58.9 - 0.2121 Jenis - 0.488 Suhu - 0.0254 Speed + 0.000900 Suhu*Speed
Page 63
49
Gambar 4.14. Hasil Regresi Lanjutan Untuk Respon Deformasi
Gambar 4.15. Hasil Regresi Lanjutan Untuk Respon Hardness
Dari Regression Equation Regresi Lanjutan untuk Respon Deformasi menujukkan
bahwa tingkat deformasi yang disebabkan oleh interaski jenis dan suhu adalah:
(17,012)-(0,002151 x(50x130) = 3,03%. Sedangkan dari Regression Equation
Regresi Lanjutan untuk Respon Hardness menujukkan bahwa nilai hardness yang
disebabkan oleh interkasi jenis dan suhu adalah: (40,267)-(0,001962 x(50x130) =
Regression Analysis: Deformasi versus Jenis*suhu Analysis of Variance
Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value
Regression 1 870.97 870.968 111.99 0.000
Jenis*suhu 1 870.97 870.968 111.99 0.000
Error 79 614.38 7.777
Lack-of-Fit 6 61.83 10.305 1.36 0.242
Pure Error 73 552.55 7.569
Total 80 1485.34
Model Summary
S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
2.78871 58.64% 58.11% 56.54%
Coefficients
Term Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 17.012 0.776 21.93 0.000
Jenis*suhu -0.002151 0.000203 -10.58 0.000 1.00
Regression Equation
Deformasi = 17.012 - 0.002151 Jenis*suhu
Regression Analysis: Hardness versus Jenis*suhu
Analysis of Variance
Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value
Regression 1 725.25 725.246 126.28 0.000
Jenis*suhu 1 725.25 725.246 126.28 0.000
Error 79 453.72 5.743
Lack-of-Fit 6 33.89 5.649 0.98 0.444
Pure Error 73 419.83 5.751
Total 80 1178.97
Model Summary
S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
2.39653 61.52% 61.03% 60.00%
Coefficients
Term Coef SE Coef T-Value P-Value VIF
Constant 40.267 0.667 60.40 0.000
Jenis*suhu -0.001962 0.000175 -11.24 0.000 1.00
Regression Equation
Hardness = 40.267 - 0.001962 Jenis*suhu
Page 64
50
HRC 27,51. Nilai HRC 27,51 masih masuk dalam spesifikasi yang ditentukan yaitu
HRC 25 sampai dengan HRC 40.
Model regresi ini kemudian didukung secara visualisasi oleh beberapa hasil plot data.
Grafik Coutour Plot of deformasi menunjukkan bahwa daerah arsir yang berwarna
biru paling gelap merupakan kombinasi suhu oli tinggi dan jenis oli SAE tinggi akan
menurunkan deformasi. Kombinasi speed agitator rendah dan jenis oli SAE tinggi
juga dapat menurunkan tingkat deformasi. Kombinasi speed agitator rendah dan suhu
oli tinggi dapat juga dapat menurunkan tingkat deformasi namu tidak terlalu
signifikan. Dengan demikian kombinasi suhu oli tinggi dan jenis oli SAE tinggi
merupakan kombinasi yang terbaik.
Gambar 4.16. Contour Plot of Deformasi
Kode Jenis 0
Kode Suhu 0
Kode Speed 0
Hold Values
Kode Suhu*Kode Jenis
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Kode Speed*Kode Jenis
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Kode Speed*Kode Suhu
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
>
–
–
–
–
–
< 4
4 6
6 8
8 10
10 12
12 14
14
Deformasi
Contour Plots of Deformasi
Page 65
51
Gambar 4.17. Contour Plot of Hardness
Grafik Coutour Plot of hardness menunjukkan bahwa kombinasi suhu oli tinggi dan
jenis oli SAE tinggi akan menghasilkan nilai hardness yang rendah. Kombinasi speed
agitator rendah dan jenis oli SAE tinggi akan menghasilkan nilai hardness yang
sedikit lebih tinggi dan kombinasi speed agitator rendah dan suhu oli tinggi juga akan
menghasilkan nilai hardness yang rendah. Terlihat bahwa untuk mencapai nilai
hardness yang tertinggi haruslah menggunakan kombinasi speed agitator tinggi dan
jenis oli SAE rendah.
Grafik Surface Plot of Deformasi menunjukkan bahwa untuk mendapatkan tingkat
deformasi yang paling rendah dapat dengan memilih kombinasi jenis 1 (SAE50)
dengan suhu oli 1 (1300C) dan speed agitator -1 (450RPM) akan tetapi Grafik Surface
Plot of Hardness menunjukkan bahwa kombinasi tersebut akan menghasilkan nilai
hardness terendah. Namun demikian nilai hardness yang dihasilkan masih masuk
spesifikasi sehingga bukan menjadi pertimbangan ketika mengambil keputusan.
Grafik Surface Plot of Deformasi dan Grafik Surface Plot of Hardness.
Kode Jenis 0
Kode Suhu 0
Kode Speed 0
Hold Values
Kode Suhu*Kode Jenis
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Kode Speed*Kode Jenis
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Kode Speed*Kode Suhu
1.00.50.0-0.5-1.0
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
>
–
–
–
–
–
< 28
28 30
30 32
32 34
34 36
36 38
38
Hardness
Contour Plots of Hardness
Page 66
52
Gambar 4.18. Surface Plot of Deformasi
Gambar 4.19. Surface Plot of Hardness
Kode Jenis 0
Kode Suhu 0
Kode Speed 0
Hold Values
5
10
1-0 1-
1
0
1
15
isamrofeD
uhuS edoK
sineJ edoK
.05
7.5
0.01
-10 -1
1
0
1
0.01
5.21
isamrofeD
deepS edoK
sineJ edoK
-10
6
9
21
--10 1-
1
0
1
21isamrofeD
deepS edoK
uhuS edoK
isamrofeD fo stolP ecafruS
Kode Jenis 0
Kode Suhu 0
Kode Speed 0
Hold Values
30
33
36
1-0 -1
1
0
1
36
93
ssendraH
uhuS edoK
sineJ edoK
1-0
30.0
23 5.
35.0
-1-0 1-
1
0
1
35.0
7.53
ssendraH
deepS edoK
sineJ edoK
-10
03
32
34
--10 -1
1
0
1
34
63
ssendraH
deepS edoK
uhuS edoK
ssendraH fo stolP ecafruS
Page 67
53
4.3 Analisis Hasil Percobaan
Hasil percobaan yang telah dilakukan memberikan hasil berupa data pemeriksaan
deformasi dan hardness. Data tersebut kemudian diolah menggunakan Minitab dan
memberikan informsi bahwa hasil analisis varian menunjukan semua faktor
berpengaruh signifikan terhadap kedua respon. Kombinasi faktor Jenis Oli SAE50
dengan suhu oli 1300C dan Speed agitator 450RPM dianggap dapat menyelesaikan
masalah tingkat deformasi karena kombinasi tersebut mampu menghasilkan efek
yang positif terhadap respon deformasi. Efek negatif yang ditimbulkan terhadap
tingkat hardness tidak terlalu signifikan terbukti dari nilai hardness yang diperoleh
baik dari data actual hasil percobaan maupun dari hasil perhitungan model regresi
masih masuk dalam spesifikasi. Perbandingan kombinasi faktor sebelum dan sesudah
dilakukan percobaan ditunjukkan pada gambar 4.20 berikut ini:
Gambar 4.20. Perbandingan Komposisi
Parameter Saat Ini & Usulan
Sedangkan efek deformasi menurun dari 16,9% menjadi 1,75% seperti yang
ditunjukkan pada gambar 4.21 berikut ini:
Jenis Oli (SAE) Suhu Oli(0C)Speed Agitator
(RPM)
Saat Ini 20 70 500
Usulan 50 130 450
Page 68
54
Gambar 4.21. Perbandingan Efek Deformasi
Parameter Saat Ini & Usulan
Untuk nilai Hardness menurun dari HRC37 menjadi HRC26 seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.22 berikut ini:
Gambar 4.22. Perbandingan Nilai Hardness Parameter
Saat Ini & Usulan
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
8.00%
10.00%
12.00%
14.00%
16.00%
18.00%
Saat Ini Usulan
Nilai Aktual
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Saat Ini Usulan
Nila
i HR
C
Spesifikasi 25~40
Page 69
55
4.4 Analisa Biaya
Penerapan parameter proses terbaik tersebut akan memberikan manfaat berupa
penurunan biaya produksi akibat penurunan efek deformasi yang diikuti dengan
penghematan biaya rework. Namun demikian penerapan parameter tersebut juga
tentunya membutuhkan biaya untuk set up dan penggantian material oli.
a. Rework
Proses rework ialah proses perbaikan dimensi dengan press tempering. Proses
rework dikerjakan oleh sub kontrak dengan ukuran lot yang lebih kecil yaitu 1.000
unit per lot. Biaya yang harus dibayarkan kepada sub kontak ialah Rp.740.000 per
lot sudah termasuk biaya transportasinya sehingga biaya per unitnya menjadi
Rp.740. Dengan parameter saa ini total efek deformasi ialah 710 unit per lot proses
atau 16,9% dari 4.200 unit. Maka biaya rework per unit porses menjadi 710 unit x
Rp.740 = Rp. 525.252. Dengan parameter usulan total penurunan efek deformasi
ialah 15,15% sehingga 16,9% dikurangi dengan 15,15% maka sisa efek deformasi
menjadi 1,75% per lot proses atau setara dengan 74 unit. Dengan demikian biaya
rework per lot proses setelah menerapkan parameter usulan ialah 74 unit x Rp.740
= Rp.54.390. Penurunan biaya yang diperoleh sebesar Rp. 470.862 setara dengan
89,64 %.
b. Listrik
Biaya listrik ialah biaya yang dikeluarkan untuk kebutuhan proses part shaft bolt
dimesin heat treatment. Harga listrik industri ialah Rp.1.576 per KWH dan jumlah
pemakaian dengan parameter proses saat ini ialah rata-rata 102 KWH per lot
proses. Dengan parameter usulan, pemakaian listrik tercatat rata-rata 134 KWH
per lot proses sehingga terjadi peningkatan sebanyak 32 KWH. Dengan demikian
peningkatan biaya listrik per lot proses menjadi 32 KWH x Rp.1.576 = Rp.50.432
setara dengan 31,37%.
c. Oli
Harga oli saat ini (SAE20) ialah Rp.33.315 per liter sedangkan untuk harga oli
usulan (SAE50) ialah Rp.32.802 per liter sehingga selisih harga oli menjadi
Page 70
56
Rp.513 per liter. Jumlah oli yang digunakan didalam tangki quenching ialah 300
liter per mesin. Oli tersebut tidak memerlukan pengantian sehingga oli dapat
digunakan sampai batas waktu yang tidak ditentukan. Namun akibat pemakaian
jumlah atau level oli akan menurun sehingga perlu dilakukan penambahan (top up)
secara berkala. Penambahan oli diasumsikan sebanyak 200 liter per bulan sehingga
penurunan biaya top up oli per bulannya adalah 200 liter x Rp.513 = Rp.102.600
setara dengan 1,54%. Sedangkan investasi awal untuk perubahan jenis oli (set up)
ialah 3000 liter x Rp.32.802 = Rp. 98.406.000.
d. Set Up
Waktu set up diasumsikan selama satu hari dengan 6 orang man power. Untuk
rata-rata gaji staff maintenance di PT PAMETINDO ialah Rp.3.700.000. Sehingga
gaji per hari dapat dihitung dengan cara Rp.3.700.000 / 173 jam x 8 hari =
Rp.171.098. Uang makan ialah Rp.11.000 per hari dan uang transportasi ialah
Rp.25.000 per hari sehingga Rp.171.098 + Rp.11.000 + Rp. 25.000 = Rp.207.098.
Maka biaya untuk set up menjadi Rp.207.098 x 6 orang man power =
Rp.1.242.589.
Secara grafis untuk penurunan biaya rework, peningkatan biaya listrik dan penurunan
biaya top up oli ditunjukkan pada gambar grafik 4.23 berikut ini:
Gambar 4.23. Grafik Perbandingan Biaya Rework, Listrik dan Top Up Oli
-
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
Saat Ini Usulan
Biaya Listrik
6,500,000
6,520,000
6,540,000
6,560,000
6,580,000
6,600,000
6,620,000
6,640,000
6,660,000
6,680,000
Saat Ini Usulan
Biaya Top Up Oli
-
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
Saat Ini Usulan
Biaya Rework
Page 71
57
Dari penjelasan di atas dapat ditentukan bahwa total biaya set up ialah terdiri dari
biaya man power ditambah dengan biaya pembelian oli SAE50 yaitu Rp.99.648.589.
Penurunan biaya rework dikurangi dengan peningkatan biaya listrik adalah
Rp.420.430 per lot proses sedangkan penurunan biaya top up oli tidak dimasukkan
dalam perhitungan karena nilainya dianggap cukup kecil. Dengan demikian BEP
dapat dihitung dengan cara total biaya set up dibagi dengan penurunan biaya rework
seperti berikut: Rp.99.648.589 / Rp.420.430 = 237,016 lot. Jika proses perhari adalah
rata-rata 6 lot maka BEP dapat dicapai selama 39,5 hari atau sekitar 2 bulan.
Page 72
58
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Setelah melakukan proses percobaan menggunakan tiga jenis oli yaitu jenis oli
SAE20 yang merupakan jenis oli existing dan jenis oli SAE35 dan jenis oli SAE50,
tiga jenis suhu oli yaitu suhu 700C, 100
0C dan 130
0C, tiga jenis kecepatan putaran
atau speed agitator pengadukan oli yaitu 450RPM, 475RPM dan 500RPM maka
diperoleh hasil bahwa:
Usulan parameter terbaik ialah kombinasi faktor jenis oli SAE50 dengan suhu
1300C dan speed agitator 500RPM yang mampu menurunkan tingkat deformasi
part shaft bolt sebesar 15,15%.
Penerapan parameter usulan menghabiskan biaya sebesar Rp.99.648.589.
Penurunan biaya produksi adalah sebesar Rp.420.430 per lot proses sehingga BEP
akan dicapai setelah proses 237,016 lot. Dengan asumsi 6 lot proses per hari maka
BEP dapat dicapai dalam waktu 39,5 hari atau sekitar 2 bulan.
5.1. Saran
Saran yang dapat diberikan ialah melakukan penelitian lebih lanjut untuk part shaft
bolt guna menemukan nilai obtimal dari jenis oli, suhu oli dan speed agitator untuk
meningkatkan nilai hardness tanpa meyebabkan deformasi. Metode yang dapat
digunakan ialah Response Surface Methodology atau mixture design.