metode taguchi

METODE TAGUCHI  Metode Taguchi : Dr. Genichi Taguchi (1949).  Metode Taguchi dikembangkan untuk melaukan perbaikan kualitas dengan metode baru dengan pendekatan lain yang memberikan tingkat kepercayaan yang sama dengan SPC (Statistical Process Control).  Kelebihan Metode Taguchi 1. Dapat mengurangi jumlah pelaksanaan percobaan dibandingkan jika menggunakan full factorial, shg dapat menghemat waktu dan biaya. 2. Dapat melakukan pengamatan terhadap rata-rata dan variasi karakteristik kualitas sekaligus, shg ruang lingkup pemecahan masalah lebih luas. 3. Dapat mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap karakteristik kualitas melalui perhitungan AVONA dan Rasio S/N, shg faktor-faktor yang berpengaruh tersebut dapat diberikan perhatian khusus.  Kekurangan Metode Taguchi Percobaan dilakukan dengan banyak faktor dan interaksi akan terjadi pembauran beberapa interaksi oleh faktor utama, akibatnya keakuratan hasil percobaan akan berkurang.  Tahap-tahap dalam Desain Produk/proses Taguchi 1. System Design Tahap konseptual untuk memperoleh ide-ide baru dan mewujudkan dalam produk baru atau inovasi proses. 2. Parameter Design Tahap pembuatan prototipe matematis bedasarkan tahap sebelumnya melalui percobaan secara statistik. Tujuannya adalah mengidentifikasi setting parameter yang akan memberikan performansi rata-rata pada target dan menentukan pengaruh dari faktor gangguan pada variasi dari target. 3. Tolerance Design Penentuan toleransi dari parameter yang berkaitan dengan kerugian pada masyarakat akibat penyimpangan produk.  Karakteristik Kualitas Karakteristik kualitas adalah hasil suatu proses yang berkaitan dengan kualitas. 1. Nominal is the best Karakteristik kualitas yang menuju nilai target yang tepat pada suatu nilai tertentu. Berat panjang lebar kerapatan Ketebalan diameter luas kecepatan Volume jarak tekanan waktu 2. Smaller the better Pencapaian karakteristik jika semakin kecil (mendekati nol) semakin baik. Penggunaan mesin persen kontaminasi Penyimpangan kebisingan Waktu proses produk gagal Pemborosan kerusakan 3. Larger the better Pencapaian karakteristik kualitas semakin besar semakin baik. Kekuatan km/liter efisiensi Waktu antar kerusakan ketahanan thd korosi  Orthogonal Array (OA) OA merupakan salah satu kelompok dari percobaan yang hanya menggunakan bagian dari kondisi total, dimana bagian ini mungkin separuh, seperempat atau seperdelapan dari percobaan faktorial penuh. Keuntungan OA adalah kemampuan untuk mengevaluasi berapa faktor dengan jumlah tes yang minimum. Jika terdapat 7 faktor dengan 2 level, maka jika menggunakan full factorial akan diperlukan 27 buah percobaan. Dengan OA jumlah percobaan dapat dikurangi shg dapat mengurangi waktu dan biaya percobaan. Langkah-2 pelaksanaan percobaan Taguchi 1. Penentuan karakteristik kualitas (variabel tak bebas) Variabel yang perubahannya tergantung pada variabel-variabel lain. Dalam percobaan Taguchi, variabel tak bebas adalah karakteristik kualitas yang terdiri dari tiga kategori : a. Measurable Characteristic (karakteristik yg dpt diukur) 1). Nominal is the best 2). Smaller the better 3). Larger the better b. Attribute Characteristic Hasil akhir yang diamati tdk dapat diukur dengan skala kontinu, tetapi dapat diklasifikasikan secara kelompok kecil, menengah, besar atau dpt dikelompokan berdasarkan berhasil (sukses) atau tidak. c. Dynamic Characteristic Merupakan fungsi representasi dari proses yang diamati. Proses yang diamati digambarkan sebagai signal atau input dan output sebagai hasil dari signal. 2. Identifikasi faktor-faktor (variabel bebas) Variabel yang perubahannya tidak tergantung pada variabel lain. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi faktor-faktor tersebut : a. Brainstorming Diskusi kelompok untuk memberikan gambaran tentang masalah yang dihadapi, setiap orang mengungkapkan faktor-faktor yang berpengaruh pada masalah yang dihadapi, dicatat kemudian dilakukan penyaringan/pemilihan berdasarkan urgensi masalah. b. Flowcharting Mengidentifikasi faktor-faktor yang mungkin berpengaruh melalui flowchart proses pembuatan obyek yang diamati. c. Cause-effect diagram Diagram istikawa digunakan untuk mengidentifikasi penyebab faktor-faktor yang potensial. 3. Pemisahan faktor kontrol dan faktor gangguan Faktor yang diamati terdiri atas faktor kontrol dan faktor gangguan. Faktor kontrol : faktor yg nilainya dapat diatur atau dikendalikan atau yg nilainya akan kita atur atau dikendalikan. Faktor gangguan (noise factor) : faktor yg nilainya tidak bisa kita atur atau kendalikan. Faktor gangguan terdiri dari : c. External (outer) noise : semua gangguan dari kondisi lingkungan atau luar produksi. d. Internal (inner noise) : semua gangguan dari dalam produksi sendiri. e. Unit to unit noise : perbedaan antara unit yang diproduksi dengan spesifikasi yang sama. 4. Penentuan jumlah level dan nilai level faktor Level faktor dapat dinyatakan secara kuantitatif seperti temperatur, kecepatan, waktu dll. 5. Identifikasi interaksi faktor kontrol Interaksi muncul jika dua faktor atau lebih yang mengalami perlakuan secara bersama akan memberikan hasil yg berbeda. 6. Perhitungan derajat kebebasan (degree of freedom) Dilakukan untuk menghitung jumlah minimum percobaan yang harus dilakukan untuk menyelidiki faktor-faktor yg diamati. Jika nA dan nB adalah jumlah perlakuan untuk faktor A dan faktor B maka : Dof untuk faktor A = nA – 1 Dof untuk faktor B = nB – 1 Dof unt interaksi faktor A dan B = (nA – 1)( nB – 1) Jumlah total dof = (nA – 1)+( nB – 1) + (nA – 1)( nB – 1) 7. Pemilihan Orthogonal array Dalam memilih jenis Orthogonal Array harus diperhatikan jumlah level faktor yang diamati yaitu : a. jika semua fator adalah 2 level : pilih OA untuk 2 level faktor. b. jika semua fator adalah 3 level : pilih OA untuk 3 level faktor. c. jika beberapa fator adalah 2 level dan lainnya 3 level : pilih yang mana yang dominan. d. jika terdapat campuran 2, 3, atau 4 level faktor : lakukan modifikasi OA dengan metode Merging coloumn. 8. Penugasan untuk faktor dan interaksinya pada OA 9. Persiapan dan pelaksanaan percobaan 10. Analisis data Pengertian Kualitas Menurut Taguchi Metode Taguchi dicetuskan oleh Dr. Genichi Taguchi pada tahun 1949 saat mendapatkan tugas untuk memperbaiki sistem telekomunikasi di Jepang. Metode ini merupakan metodologi baru dalam bidang teknik yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas produk dan proses serta dalam dapat menekan biaya dan resources seminimal mungkin. Sasaran metode Taguchi adalah menjadikan produk robust terhadap noise, karena itu sering disebut sebagai Robust Design. Definisi kualitas menurut Taguchi adalah kerugian yang diterima oleh masyarakat sejak produk tersebut dikirimkan. Filosofi Taguchi terhadap kualitas terdiri dari tiga buah konsep, yaitu: Kualitas harus didesain ke dalam produk dan bukan sekedar memeriksanya. Kualitas terbaik dicapai dengan meminimumkan deviasi dari target. Produk harus didesain sehingga robust terhadap faktor lingkungan yang tidak dapat dikontrol. Biaya kualitas harus diukur sebagai fungsi deviasi dari standar tertentu dan kerugian harus diukur pada seluruh sistem. Metode Taguchi merupakan off-line quality control artinya pengendalian kualitas yang preventif, sebagai desain produk atau proses sebelum sampai pada produksi di tingkat shop floor. Off-line quality control dilakukan dilakukan pada saat awal dalam life cycle product yaitu perbaikan pada awal untuk menghasilkan produk (to get right first time). Kontribusi Taguchi pada kualitas adalah: Loss Function: Merupakan fungsi kerugian yang ditanggung oleh masyarakat (produsen dan konsumen) akibat kualitas yang dihasilkan. Bagi produsen yaitu dengan timbulnya biaya kualitas sedangkan bagi konsumen adalah adanya ketidakpuasan atau kecewa atas produk yang dibeli atau dikonsumsi karena kualitas yang jelek. Orthogonal Array: Orthogonal array digunakan untuk mendesain percobaan yang efisisen dan digunakan untuk menganalisis data percobaan. Ortogonal array digunakan untuk menentukan jumlah eksperimen minimal yang dapat memberi informasi sebanyak mungkin semua faktor yang mempengaruhi parameter. Bagian terpenting dari orthogonal array terletak pada pemilihan kombinasi level dari variable-variabel input untuk masing-masing eksperimen. Robustness: Meminimasi sensitivitas sistem terhadap sumber-sumber variasi. Tahapan dalam Desain Produk atau Proses Menurut Taguchi Dalam metode Taguchi tiga tahap untuk mengoptimasi desain produk atau proses produksi yaitu (Ross, 1996): System Design. Yaitu upaya dimana konsep-konsep, ide-ide, metode baru dan lainnya dimunculkan untuk memberi peningkatan produk . Merupakan tahap pertama dalam desain dan merupakan tahap konseptual pada pembuatan produk baru atau inovasi proses. Konsep mungkin berasal dari dari percobaan sebelumnya, pengetahuan alam/teknik, perubahan baru atau kombinasinya. Parameter Design. Tahap ini merupakan pembuatan secara fisik atau prototipe secara matematis berdasarkan tahap sebelumnya melalui percobaan secara statistik. Tujuannya adalah mengidentifikasi setting parameter yang akan memberikan performansi rata-rata pada target dan menentukan pengaruh dari faktor gangguan pada variasi dari target. Tolerance Design. Penentuan toleransi dari parameter yang berkaitan dengan kerugian pada masyarakat akibat penyimpangan produk dari target. Pada tahap ini, kualitas ditingkatkan dengan mengetatkan toleransi pada parameter produk atau proses untuk mengurangi terjadinya variabilitas pada performansi produk. Langkah Penelitian Taguchi Langkah-langkah ini dibagi menjadi tiga fase utama yang meliputi keseluruhan pendekatan eksperimen. Tiga fase tersebut adalah (1) fase perencanaan, (2) fase pelaksanaan, dan (3) fase analisis. Fase perencanaan merupakan fase yang paling penting dari eksperimen untuk menyediakan informasi yang diharapkan. Fase perencanaan adalah ketika faktor dan levelnya dipilih, dan oleh karena itu, merupakan langkah yang terpenting dalam eksperimen. Fase terpenting kedua adalah fase pelaksanaan, ketika hasil eksperimen telah didapatkan. Jika eksperimen direncanakan dan dilaksanakan dengan baik, analisis akan lebih mudah dan cenderung untuk dapat menghasilkan infomasi yang positif tentang faktor dan level. Fase analisis adalah ketika informasi positif atau negatif berkaitan dengan faktor dan level yang telah dipilih dihasilkan berdasarkan dua fase sebelumnya. Fase analisis adalah hal penting terakhir yang mana apakah peneliti akan dapat menghasilkan hasil yang positif. Langkah utama untuk melengkapi desain eksperimen yang efektif adalah sebagai berikut (Ross, 1996): Perumusan masalah: Perumusan masalah harus spesifik dan jelas batasannya dan secara teknis harus dapat dituangkan ke dalam percobaan yang akan dilakukan. Tujuan eksperimen: Tujuan yang melandasi percobaan harus dapat menjawab apa yang telah dinyatakan pada perumusan masalah, yaitu mencari sebab yang menjadi akibat pada masalah yang kita amati. Memilih karakteristik kualitas (Variabel Tak Bebas): Variabel tak bebas adalah variabel yang perubahannya tergantung pada variabel-variabel lain. Dalam merencanakn suatu percobaan harus dipilih dan ditentukan dengan jelas variabel tak bebas yang akan diselediki. Memilih faktor yang berpengaruh terhadap karakteristik kualitas (Variabel Bebas): Variabel bebas (faktor) adalah variabel yang perubahannya tidak tergantung pada variabel lain. Pada tahap ini akan dipilih faktor-faktor yang akan diselediki pengaruhnya terhadap variabel tak bebas yang bersangkutan. Dalam seluruh percobaan tidak seluruh faktor yang diperkirakan mempengaruhi variabel yang diselediki, sebab hal ini akan membuat pelaksanaan percobaan dan analisisnya menjadi kompleks. Hanya faktor-faktor yang dianggap penting saja yang diselediki. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi faktor-faktor yang akan diteliti adalah brainstorming, flowcharting, dan cause effect diagram. Mengidentifikasi faktor terkontrol dan tidak terkontrol: Dalam metode Taguchi, faktor-faktor tersebut perlu diidentifikasikan dengan jelas karena pengaruh antara kedua jenis faktor tersebut berbeda. Faktor terkontrol (control factors) adalah faktor yang nilainya dapat diatur atau dikendalikan, atau faktor yang nilainya ingin kita atur atau kendalikan. Sedangkan faktor gangguan (noise factors) adalah faktor yang nilainya tidak bisa kita atur atau dikendalikan, atau faktor yang tidak ingin kita atur atau kendalikan. Penentuan jumlah level dan nilai faktor: Pemilihan jumlah level penting artinya untuk ketelitian hasil percobaan dan ongkos pelaksanaan percobaan. Makin banyak level yang diteliti maka hasil percobaan akan lebih teliti karena data yang diperoleh akan lebih banyak, tetapi banyaknya level juga akan meningkatkan ongkos percobaan. Identifikasi Interaksi antar Faktor Kontrol: Interaksi muncul ketika dua faktor atau lebih mengalami perlakuan secara bersama akan memberikan hasil yang berbeda pada karakteristik kualitas dibandingkan jika faktor mengalami perlakuan secara sendiri-sendiri. Kesalahan dalam penentuan interaksi akan berpengaruh pada kesalahan interpretasi data dan kegagalan dalam penentuab proses yang optimal. Tetapi Taguchi lebih mementingkan pengamatan pada main effect (penyebab utama) sehingga adanya interaksi diusahakan seminimal mungkin, tetapi tidak dihilangkan sehingga perlu dipelajari kemungkinan adanya interaksi. Perhitungan derajat kebebasan (degrees of freedom/dof): Perhitungan derajat kebebasan dilakukan untuk menghitung jumlah minimum percobaan yang harus dilakukan untuk menyelidiki faktor yang diamati. Pemilihan Orthogonal Array (OA): Dalam memilih jenis Orthogonal Array harus diperhatikan jumlah level faktor yang diamati yaitu: Jika semua faktor adalah dua level: pilih jenis OA untuk level dua faktor Jika semua faktor adalah tiga level: pilih jenis OA untuk level tiga faktor Jika beberapa faktor adalah dua level dan lainnya tiga level: pilih yang mana yang dominan dan gunakan Dummy Treatment, Metode Kombinasi, atau Metode Idle Column. Jika terdapat campuran dua, tiga, atau empat level faktor: lakukan modifikasi OA dengan metode Merging Column Penugasan untuk faktor dan interaksinya pada orthogonal array: Penugasan faktor-faktor baik faktor kontrol maupun faktor gangguan dan interaksi-interaksinya pada orthogonal array terpilih dengan memperhatikan grafik linier dan tabel triangular. Kedua hal tersebut merupakan alat bantu penugasan faktor yang dirancang oleh Taguchi. Grafik linier mengindikasikan berbagai kolom ke mana faktor-faktor tersebut. Tabel triangular berisi semua hubungan interaksi-interaksi yang mungkin antara faktor-faktor (kolom-kolom) dalam suatu OA. Persiapan dan Pelaksanaan Percobaan: Persiapan percobaan meliputi penentuan jumlah replikasi percobaan dan randomisasi pelaksanaan percobaan. Jumlah Replikasi: Replikasi adalah pengulangan kembali perlakuan yang sama dalam suatu percobaan dengan kondisi yang sama untuk memperoleh ketelitian yang lebih tinggi. Replikasi bertujuan untuk: 1) Mengurangi tingkat kesalahan percobaan, 2) Menambah ketelitian data percobaan, dan 3) Mendapatkan harga estimasi kesalahan percobaan sehingga memungkinkan diadakan test signifikasi hasil eksperimen. Randomisasi: Secara umum randomisasi dimaksudkan untuk: 1) Meratakan pengaruh dari faktor-faktor yang tidak dapat dikendalikan pada semua unit percobaan, 2) Memberikan kesempatan yang sama pada semua unit percobaan untuk menerima suatu perlakuan sehingga diharapkan ada kehomogenan pengaruh pada setiap perlakuan yang sama, dan 3) Mendapatkan hasil pengamatan yang bebas (independen) satu sama lain. Pelaksanaan percobaan Taguchi adalah pengerjaan berdasarkan setting faktor pada OA dengan jumlah percobaan sesuai jumlah replikasi dan urutan seperti randomisasi. Analisis Data: Pada analisis dilakukan pengumpulan data dan pengolahan data yaitu meliputi pengumpulan data, pengaturan data, perhitungan serta penyajian data dalam suatu lay out tertentu yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu percobaan yang dipilih. Selain itu dilakukan perhitungan dan penyajian data dengan statistik analisis variansi, tes hipotesa dan penerapan rumus-rumus empiris pada data hasil percobaan. Interpretasi Hasil: Interpretasi hasil merupakan langkah yang dilakukan setelah percobaan dan analisis telah dilakukan. Interpretasi yang dilakukan antara lain dengan menghitung persentase kontribusi dan perhitungan selang kepercayaan faktor untuk kondisi perlakuan saat percobaan. Percobaan Konfirmasi: Percobaan konfirmasi adalah percobaan yang dilakukan untuk memeriksa kesimpulan yang didapat. Tujuan percobaan konfirmasi adalah untuk memverifikasi: 1) Dugaan yang dibuat pada saat model performansi penentuan faktor dan interaksinya, dan 2) setting parameter (faktor) yang optimum hasil analisis hasil percobaan pada performansi yang diharapkan.