ISSN 1693-2102 (print), 2686-2352 (online)
http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/opsi

## Eksperimen Optimasi Kekerasan Paduan Kuningan dengan Metode Desain Faktorial 3 3
Novira Dwi Rahma 1, Gunawan Madyono Putro 1 , S.Sadi 1 ,  Muhammad Shodiq Abdul Khannan 1 1 Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Industri Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta Jl. Babarsari No. 2 Tambakbayan, Yogykarta 55281 email : shodiq@upnyk.ac.id doi: https://doi.org/10.31315/opsi.v12i2.3150
Received: 16 th October 2019; Revised: 20 th November 2019; Accepted: 30 th December 2019; Available online: 31 st December 2019; Published regularly: December 2019

## ABSTRACT
Brass material is widely used by SME industries in Indonesia including the gamelan industry, the pottery industry, and the handicraft industry. This research aims to improve the quality of brass material which is a combination of copper and nickel material. The ability of the manufacturing industry in Indonesia in processing mining raw materials with good quality is still low. There has not been a specific effort to improve quality through research and development. The long-term goal of this research is to build excellence in the material field in Indonesian industries. This advantage is very important for industries in Indonesia to compete globally.
The method used is a 3 variable factorial design (temperature, temper time, cooling media) with each of 3 levels (33) to determine the most influential factors and improve product quality so that the highest level of product hardness. From the results of data processing obtained from the three factors that have a significant effect and settings that provide the greatest level of violence.
Keywords: Experimental design, Quality; Brass; Full factorial

## ABSTRAK
Bahan  kuningan  banyak  digunakan  oleh  industri-industri  UKM  di  Indonesia  di  antaranya  adalah  industri gamelan, industri gerabah, dan industri kerajinan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas material kuningan yang merupakan perpaduan bahan tambang tembaga dan nickel.  Kemampuan industri manufaktur di Indonesia dalam mengolah bahan baku tambang dengan kualitas bagus masih rendah. Belum ada upaya secara khusus  untuk  meningkatkan  kualitas  melalui  penelitian  dan  pengembangan.  Tujuan  Jangka  panjang  dari penelitian ini adalah membangun keunggulan di bidang material di industri-industri Indonesia. Keunggulan ini sangat penting dimiliki industri-industri di Indonesia agar bisa bersaing secara global.
Metode yang digunakan adalah desain faktorial 3 variabel (temperatur, temper time, media pendinginan) dengan masing-masing  sebanyak  3  level  (3 3 )  untuk  mengetahui  faktor  yang  paling  berpengaruh  dan  meningkatkan kualitas produk sehingga tingkat kekerasan produk paling tinggi. Dari hasil pengolahan data didapatkan  dari ketiga faktor berpengaruh secara signifikan dan setting yang memberikan tingkat kekerasan yang paling besar.
Kata Kunci : Desain eksperimen; Kualitas; Kuningan; Ful faktorial

## 1.    PENDAHULUAN
Bahan  kuningan  banyak  digunakan  oleh industri-industri UKM di Indonesia di antaranya adalah  industri  gamelan,  industri  gerabah,  dan industri kerajinan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan  kualitas  material  kuningan  yang merupakan perpaduan bahan  tambang  tembaga dan nickel.  Kemampuan industri manufaktur di Indonesia dalam mengolah bahan baku tambang dengan kualitas bagus masih rendah. Belum ada upaya  secara  khusus  untuk  meningkatkan kualitas  melalui  penelitian  dan pengembangan.
Tujuan Jangka panjang dari penelitian ini adalah membangun  keunggulan  di  bidang  material  di industri-industri  Indonesia.  Keunggulan  ini sangat  penting  dimiliki  industri-industri  di Indonesia agar bisa bersaing secara global. Dalam  rangka  mewujudkan  kualitas tersebut  UKM  perlu  melakukan  peningkatan kualitas  dari  bahan  baku  dan  proses produksinya.  Metode  yang  bisa  digunakan adalah  metode  desain  eksperimen  full  factorial Kualitas,  konsep  kualitas  sering  dianggap sebagai  ukuran  relatif  kebaikan  atau  nilai  dari suatu  produk  atau  jasa.  Kualitas  memiliki
ISSN 1693-2102 (print), 2686-2352 (online)
http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/opsi
banyak ragam definisi menurut para ahli, hal ini disebabkan karena adanya perbedaan perspektif atau  pandangan  yang  digunakan.  Menurut Nasution  (2001)  terdapat  5 pakar  utama  dalam manejemen mutu terpadu (TQM) yang memiliki pendapat  yang  berbeda  dalam  mendefinisikan kualitas  produk,  walaupun  memiliki  maksud yang sama. (a) Menurut Juran, kualitas produk adalah  kecocokan  penggunaan  produk  (fitness for  use)  untuk  memenuhi  kebutuhan  dan kepuasan pelanggan.
Kecocokan  penggunaan  itu  didasarkan pada  5  ciri  utama  berikut:  a.  Teknologi,  yaitu kekuatan  atau  daya  tahan.  b.  Psikologis,  yaitu citra  rasa  atau  stastus.  c.  Waktu,  yaitu kehandalan.  d.  Kontraktual,  yaitu  adanya jaminan. e. Etika, yaitu sopan santun, ramah dan jujur.  Selain  itu,  kecocokan  penggunaan  suatu produk memiliki dua aspek utama, yaitu ciri-ciri produknya  memenuhi  tuntutan  pelanggan  dan tidak  memiliki  kelemahan  sebagai  berikut  :  a. Ciri-ciri  produk  yang  memenuhi  permintaan pelanggan    Kualitas  yang  lebih  tinggi memungkinkan perusahaan meningkatkan keupasan  pelanggan,  membuat  produk  laku terjual,  dapat  bersaing  dengan  pesaing, meningkatkan  pangsa  pasar  dan  volume penjualan, serta dapat dijual dengan harga yang lebih  tinggi.  b.  Bebas  dari  kekuranganKualitas yang  tinggi  menyebabkan  perusahaan  dapat mengurangi  tingkat  kesalahan,  megurangi pekerjaan kembali dan pemborosan, mengurangi pembayaran biaya garansi, mengurangi ketidakpuasan  pelanggan,  mengurangi  inspeksi dan  pengujian  hasil  (yield)  dan  kapasitas,  dan memperbaiki kinerja penyampaian produk atau jasa. (b) Menurut Crosby (1979), kualitas adalah performance to requirement, yaitu sesuai dengan yang  diisyaratkan  atau  distandarkan.  Suatu produk memiliki kualitas apabila sesuai dengan standar  kualitas  yang  telah  ditentukan.  Standar kualitas  meliputi  bahan  baku,  proses  produksi, dan  produk  jadi.  (c)  Menurut  Deming  (1982), kualitas  adalah  kesesuaian  dengan  kebutuhan pasar  atau  konsumen.  Perusahaan  harus  benar- benar  dapat  memahami  apa  yang  dibutuhkan konsumen  atas  suatu  produk  yang  akan dihasilkan.  (d)  Menurut  Feigenbaum  (1986), kualitas adalah kepuasan pelanggan sepenuhnya. Suatu produk dikatakan berkualitas apabila dapat memberikan kepuasan sepenuhnya  kepada  konsumen,  yaitu  sesuai dengan  apa  yang  diharapakan  konsumen  atas suatu  produk.  (e)  Menurut  Garvin  (1988),
kualitas merupakan suatu kondisi dinamis yang berhubungan  dengan  produk,  manusia  atau tenaga kerja, proses dan tugas, serta lingkungan yang  memenuhi  harapan  pelanggan  atau konsumen.
Meskipun  tidak  ada  definisi  mengenai kualitas  yang  diterima  secara  universal,  yaitu dalam elemen-elemen sebagai berikut :  kualitas meliputi usaha memenuhi atau melebihi harapan pelanggan,  kualitas  mencakup  produk,  jasa manusia,  proses,  dan  lingkungan,  kualitas merupakan  kondisi  yang  selalu  berubah. Berdasarkan  elemen-elemen  tersebut,  menurut Goetsch dan Davis (1994) seperti yang dikutip oleh  Tjiptono  dan  Diana  (2001)  membuat definisi  mengenai  kualitas  yang  lebih  luas cakupannya.  Definisi  tersebut  adalah “Kualitas merupakan  suatu  kondisi  dinamis  yang berhubungan dengan produk atau jasa, manusia, proses,  dan  lingkungan  yang  memenuhi  atau melebihi harapan.”
Desain  Eksperimen,  desain  eksperimen adalah  suatu  rancangan  percobaan  lengkap dengan  langkah-langkah  yang  akan  dilakukan guna menghasilkan informasi yang berhubungan  atau  diperlukan  untuk  persoalan yang  sedang  diteliti.  Dengan  kata  lain,  desain eksperimen merupakan langkah-langkah lengkap yang perlu diambil sebelum eksperimen dilakukan  agar  data  yang  diperlukan  dapat diperoleh,  sehingga  analisis  dan  kesimpulan yang  objektif  untuk  persoalan  yang  sedang dibahas dapat dicapai (Sudjana, 1991).

## 2.   METODE
Penelitian dilakukan di laboratorium Proses Manufaktur Universitas Pembangunan Nasional Veteran  Yogyakarta  dengan  bahan  ingot kuningan.  Metode  pengumpulan  data untuk mendapatkan  informasi  dalam  menyusun laporan ini data yang diperoleh berupa: faktor- faktor  kontrol  yang  ditetapkan  antara  lain  : temperatur (A), waktu pendinginan  (B), Media pendingin  (C), Level faktor yang didigunakan adalah 3 level.  Variabel respon yang digunakan yaitu  pengujian  kekerasan  logam  ( Brinell  test ) terhadap  hasil  cor  kuningan.  Tahap  yang dilakukan  untuk  menyelesaikan  penelitian  ini adalah  sebagai  berikut  menggunakan  metode full faktorial 3 3 .
ISSN 1693-2102 (print), 2686-2352 (online)
http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/opsi
OPSI – Jurnal Optimasi Sistem Industri
Tabel 1 . Penentuan Jumlah Level dan Nilai Level 3 kali replikasi. Faktor Faktor Level 1 Level 2 Level 3 Temperatur (A) 300 400 500 Waktu pendinginan (B) 45 menit 60 menit 75 menit Quench atau media pendinginan (C) oli SAE 10 oli SAE 20 oli SAE 40
Variabel respon yang digunakan yaitu pengujian kekerasan logam ( Brinell test ) terhadap hasil cor kuningan.  Tahap  yang  dilakukan  untuk menyelesaikan  penelitian  ini adalah  sebagai berikut  menggunakan  metode  full  faktorial  3 3 . (a) Mencari efek utama faktor dan interaksi yang berpengaruh terhadap respon. Untuk mengetahui  efek-efek  yang  berpengaruh terhadap  respon  dapat  dilakukan  dengan membuat Plot Probabilitas Normal untuk semua efek  yang  ada.  Penyimpangan  yang  mencolok dari  garis  normal  menunjukkan  bahwa  efek tersebut  berpengaruh  terhadap  respon.  (b) Melakukan pengujian statistik. Setelah mengetahui  efek-efek  yang  berpengaruh  besar terhadap  respon  maka  dilanjutkan  dengan membuat  Anova  ( Analysis  of  Variance ),  untuk mendapatkan efek faktor dan efek interaksi yang signifikan.  (c)  Menyusun  model  regresi. Membuat model regresi berdasarkan efek faktor dan  interaksi  yang  signifikan.  (d)  Menguji residual.  Pengujian  residul  harus  memenuhi  3 asumsi  yaitu:  Identik,  Independent  dan berdistribusi normal. (e) Menentukan kombinasi faktor  yang  optimal.  Penentuan  level-level faktor  yang  memaksimalkan  kekuatan  hasil cetakan  klinthing  maka  perlu  dibuat  plot  efek utama dan plot efek interaksi antar faktor. Plot interaksi  yang  akan  dibuat  hanya  untuk  efek interaksi  yang  berpengaruh  secara  signifikan. Kombinasi  faktor  yang  optimal  didapatkan dengan cara mengkombinasikan plot efek utama dan plot efek interaksi antar faktor.
Pengumpulan  Data,  pada  penelitian  ini, data  yang  dibutuhkan  adalah  data  rencana eksperimen  masing-masing  kondisi  perlakuan dan  data  kekerasan  masing-masing  kondisi perlakuan.    Pengolahan  data,  Mencari  efek utama  faktor  dan  interaksi  yang  berpengaruh terhadap  respon,  mengetahui  efek-efek  yang berpengaruh  terhadap  respon  dapat  dilakukan dengan  membuat  Plot  Probabilitas  Normal
untuk semua efek yang ada. Penyimpangan yang mencolok  dari  garis  normal  menunjukkan bahwa  efek  tersebut  berpengaruh  terhadap respon. Hasil plot probabilitas normal yang telah dibuat dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Plot Probabilitas Normal
Melakukan pengujian statistic, setelah mengetahui  efek-efek  yang  berpengaruh  besar terhadap  respon  maka  dilanjutkan  dengan membuat  Anova  ( Analysis  of  Variance ),  untuk mendapatkan efek faktor dan efek interaksi yang signifikan.  Hasil  perhitungan  anova  yang  telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Perhitungan anova
Menyusun  model  regresi,  membuat  model regresi  berdasarkan  efek  faktor  dan  interaksi yang signifikan. Hasil perhitungan regresi yang didapatkan  dengan  menggunakan software Minitab versi 17 dapat dilihat pada Tabel 3.
kekerasan 2 = 34,474 + 0,462 A_1 - 0,582 A_2 + 0,121 A_3 + 0,369 B_1 + 1,007 B_2 - 1,376 B_3
+ 1,133 C_1 - 0,733 C_2 - 0,401 C_3 - 1,888 A*B_1 1 + 2,252 A*B_1 2 - 0,364 A*B_1 3 + 1,712 A*B_2 1 - 0,732 A*B_2 2 - 0,980 A*B_2 3 + 0,176 A*B_3 1
ISSN 1693-2102 (print), 2686-2352 (online)
http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/opsi
2,4 1,2 0,0 -1,2 -2,4 35 30 25 20 15 10 5 0 Residual Fr eq ue nc y Histogram (response is kekerasan 2)
- 1,520 A*B_3 2
+ 1,345 A*B_3 3 - 0,034 A*C_1 1 - 0,258 A*C_1 2 + 0,292 A*C_1 3 + 0,899 A*C_2 1 - 0,471 A*C_2 2 - 0,428 A*C_2 3 - 0,865 A*C_3 1 + 0,729 A*C_3 2 + 0,136 A*C_3 3 - 0,441 B*C_1 1 + 0,196 B*C_1 2 + 0,246 B*C_1 3 + 0,783 B*C_2 1 - 0,276 B*C_2 2 - 0,507 B*C_2 3 - 0,342 B*C_3 1 + 0,080 B*C_3 2 + 0,262 B*C_3 3 - 0,825 A*B*C_1 1 1 - 0,372 A*B*C_1 1 2 + 1,197 A*B*C_1 1 3 - 0,556 A*B*C_1 2 1 + 0,489 A*B*C_1 2 2 + 0,067 A*B*C_1 2 3 + 1,381 A*B*C_1 3 1 - 0,117 A*B*C_1 3 2 - 1,264 A*B*C_1 3 3 - 0,209 A*B*C_2 1 1 + 0,119 A*B*C_2 1 2 + 0,090 A*B*C_2 1 3 + 0,601 A*B*C_2 2 1 - 0,187 A*B*C_2 2 2 - 0,414 A*B*C_2 2 3 - 0,392 A*B*C_2 3 1 + 0,068 A*B*C_2 3 2 + 0,324 A*B*C_2 3 3 + 1,034 A*B*C_3 1 1 + 0,253 A*B*C_3 1 2 - 1,287 A*B*C_3 1 3 - 0,045 A*B*C_3 2 1 - 0,302 A*B*C_3 2 2 + 0,347 A*B*C_3 2 3 - 0,989 A*B*C_3 3 1 + 0,049 A*B*C_3 3 2 + 0,940 A*B*C_3 3 3

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengujian  residual  yang  telah dilakukan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 . Residual Versus The Order of Data
Menentukan  kombinasi  faktor  yang  optimal, menentukan level-level faktor yang memaksimalkan kekuatan hasil cetakan klinthing maka perlu dibuat plot efek utama dan plot  efek  interaksi  antar  faktor.  Plot  interaksi yang  akan  dibuat  hanya  untuk  efek  interaksi yang berpengaruh secara signifikan. Kombinasi faktor  yang  optimal  didapatkan  dengan  cara mengkombinasikan  plot  efek  utama  dan  plot
efek interaksi antar faktor. Hasil kombinasi yang optimal dapat dilihat pada Gambar 5, Gambar 6 dan  Gambar  7.  Dari  hasil  tabel  eksperimen, perlakuan  yang  memberikan  nilai  kekerasan bahan  yang  paling  tinggi  adalah  pada  level temperature level 1, temper time  2, quench  1.
Gambar 3 . Histogram residual
Gambar 4 . Heteroskedastisitas residual minitab
Gambar 6. Efek utama plot kekerasan
Kombinasi setting yang  optimal  untuk  adalah temperature level 1 (300 0 C), waktu pendinginan time  60 menit, dan media pendinginan  1 yaitu oli SAE10 yaitu sebesar 29,5209 HRC.
ISSN 1693-2102 (print), 2686-2352 (online)
http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/opsi
Gambar 7. Efek interaksi plot Kekerasan
Gambar 8. Plot setting optimal plot Kekerasan

## 4.  KESIMPULAN
Berdasarkan pengolahan data analisa hasil penelitian  disimpulkan:  (a)  Faktor-faktor  yang berpengaruh secara signifikan terhadap kualitas bahan  baku  kuningan  antara  lain  adalah:
temperature level waktu pendinginan time, dan media pendinginan. (b) Kombinasi setting yang optimal  untuk  adalah  temperature  level  1 (300 0 C), waktu pendinginan time  60 menit, dan media  pendinginan    1  yaitu  oli  SAE10  yaitu sebesar 29,5209 HRC

## DAFTAR PUSTAKA
Alma,  B,  (2011), Manajemen  Pemasaran  dan Pemasaran  Jasa ,    Penerbit    Alfabeta,
Bandung.
Arifianto, F.S, Saleh, M,A.F dan Anisa, (2013), Identifikasi  Faktor  Signifikan  pada Rancangan  Faktorial  Fraksional 2 𝑘−𝑝 ,
Jurnal Matematika Statistika, Komputasi Vol, 9 No,2 (Diakses pada tanggal 14 Mei 2018). Gaspersz,  V,  (1991), Metode    perancangan percobaan , CV,ARMICO, Bandung.
Montgomery,  D,C,,  (2001), Introduction    to Statistical  Quality  Control ,  4th Edition , John Wiley & Sons, Inc., New York. Montgomery, D,.C, (2005), Supplemental  Text Material  For  Each  Chapter  of  The  6th Edition  of  Design  and  Analysis  of Experiments , Http://www,wiley,com/ college/Montgomery .