Design of Experiments (DOE) atau Experimental Design adalah tool yang powerful untuk melakukan penghematan biaya manufaktur dengan cara meminimalisir variasi proses dan mengurangi rework, scrap, dan kebutuhan akan inspeksi.

Tool ini digunakan dalam praktek-praktek Lean Six Sigma berupa pendekatan sistematik untuk menginvestigasi suatu sistem atau proses. Secara umum, DOE merupakan desain berisi informasi-informasi yang terkumpul berdasarkan pengalaman dan menghadirkan sebuah variasi, baik informasi tersebut berada di bawah kendali pelaku eksperimen maupun tidak.

“Eksperimen” yang dimaksud adalah segala prosedur yang sistematik, yang dilakukan dalam kondisi terkontrol untuk menemukan efek-efek yang belum diketahui, untuk menguji atau mematangkan suatu hipotesis, atau untuk mengilustrasikan efek-efek yang telah teridentifikasi.

Ketika menjalankan analisa proses, eksperimen kerap digunakan untuk mengevaluasi input proses yang memiliki impact signifikan terhadap output proses, dan mengetahui sampai level mana input harus diperbaiki untuk memperoleh output (hasil) yang diharapkan. Sangat banyak desain yang dapat dibuat untuk melaksanakan eksperimen-eksperimen semacam ini.

DOEmerujuk kepada aktivitas yang sangat efektif untuk mengurangi biaya desain dengan cara mempercepat proses desain, mengurangi perubahan desain-desain rekayasa di di tahap-tahap lanjutan, serta mengurangi kompleksitas material dan tenaga kerja.

Komponen DOE

FACTOR

Factor atau input dari proses dapat diklasifikasikan sebagai variable-variabel yang dapat dikontrol atau tidak dapat dikontrol. Dalam kasus ini, faktor-faktor yang dapat dikontrol adalah bahan-bahan yang digunakan untuk membuat kue dan oven untuk memanggang. Variabel yang dapat dikontrol ini akan disebut sebagai faktor. Catat bahwa bahan-bahan yang digunakan dalam contoh ini telah disederhanakan – mungkin ada bahan-bahan lainnya yang memiliki efek signifikan terhadap hasil (misalnya mentega, air, penyedap rasa, dll.) Begitu pula, faktor-faktor lain mungkin saja ada, seperti metode pencampuran atau peralatan masak yang digunakan, urutan pencampuran bahan, dan bahkan orang-orang yang terlibat dalam proses pembuatan. Manusia biasanya dianggap sebagai Noise Factor – faktor yang tak dapat dikontrol yang menyebabkan variabilitas dalam kondisi operasional yang normal. Namun kita dapat mengontrol faktor manusia ini selama melakukan eksperimen dengan blocking dan randomization. Faktor potensial ini dapat susun dalam kategori dengan menggunakan Diagram Fishbone (Diagram Sebab Akibat / Cause and Effect) yang sebelumnya pernah dibahas di situs ini.

Baca juga  Webinar Panduan Pembuatan Laporan Proyek Improvement

LEVEL

Level atau setting (pengaturan) dari setiap faktor dalam studi yang dilakukan, contohnya adalah pengaturan temperatur oven yang digunakan, pengaturan jumlah gula, tepung dan telur yang dipakai dalam eksperimen.

RESPONSE

Response adalah output dari proses. Dalam kasus memanggang kue, rasa, konsistensi, dan penampilan kue adalah hasil yang dapat diukur yang dipengaruhi oleh faktor dan level dari masing-masing faktor tersebut. Eksperimen dilakukan seringkali dengan tujuan mengindari keharusan optimasi proses untuk satu response dengan mengorbankan response yang lain. Untuk alasan ini, hasil-hasil yang penting akan diukur dan dianalisa untuk menetukan faktor-faktor dan pengaturannya (setting-nya) yang akan memberikan hasil paling sempurna dalam katakteristik critical-to-quality (CTQ).

Mengapa Perlu Melakukan DOE?

Design of Experiments memiliki beragam kegunaan yang akan mendorong perbaikan proses dan produk, diantaranya:

  1. Memberikan Komparasi Alternatif. Dalam contoh kasus pemanggangan kue, kita bisa memperoleh perbandingan hasil dari penggunaan dua tepung yang berbeda, misalnya. Jika penggunaan tepung yang berasal dari satu pemasok tidak memberikan perbedaan hasil yang signifikan, maka kita dapat menggunakan tepung lain dengan harga lebih murah. Jika perbedaannya signifikan, maka kita bisa memilih untuk menggunakan tepung dengan kualitas terbaik. Eksperimen yang dilakukan dapat membantu kita membuat keputusan-keputusan yang berkaitan dengan kualitas dan biaya.
  2. DOE akan mengidentifikasi Input-input Signifikan (Factor) yang memberikan Efek pada Output (Response) dan memisahkan hal-hal penting yang sedikit dengan hal-hal remeh yang banyak (vital few and trivial many). Dalam contoh kasus, kita bisa ajukan pertanyaan: “Apa saja faktor-faktor signifikan diluar tepung, telur, gula dan proses pemanggangan?”
  3. DOE membantu mendapatkan Output Proses yang Optimal (Response). Dalam contoh kasus: “Apa saja faktor-faktor yang dibutuhkan, dan pada level berapa faktor-faktor tersebut diperlukan untuk mendapatkan konsistensi dan rasa terbaik dari seloyang kue cokelat?”
  4. DOE akan mengurangi Variabilitas. Dalam contoh kasus: “Dapatkah kita memodifikasi resep namun hasilnya tetap sama?”
  5. DOE membantu meminimalisir, memaksimalisir atau menargetkan Output (Response). “Bagaimana kue dapat dibuat selembut mungkin tanpa jadi hancur?”
  6. DOE membantu meningkatkan kualitas proses dan produk, atau ketepat-gunaan produk dalam kondisi yang bervariasi. “Dapatkan faktor-faktor dan levelnya (resep) dimodifikasi sedemikian rupa sehingga hasil kuenya akan mirip walaupun menggunakan jenis oven yang berbeda?”
  7. DOE dapat menyeimbangkan Tradeoff ketika terjadi karakteristik Critical to Quality (CTQ) yang menuntut optimasi. “Bagaimana kita bisa membuat kue dengan rasa paling enak dengan resep yang paling sederhana (sesedikit mungkin bahan baku) dan dengan waktu pemanggangan paling pendek?”
Baca juga  Pendaftaran Kompetisi OPEXCON 2024 Ditutup 31 Agustus

Kesimpulan

DOE adalah tool analisa tingkat lanjutan yang powerful dan sangat berguna selama proyek berjalan. Seorang praktisi yang efektif dapat menyaring permasalahan dan menemukan faktor-faktor proses yang signifikan. Faktor-faktor tersebut dapat digunakan untuk mengontrol response dalam proses. Selanjutnya tim proyek dapat merekayasa proses menurut spesifikasi tertentu yang dibutuhkan produk atau jasa yang akan dihasilkan.

Eksperimen yang dilakukan dengan baik tidak hanya bisa menghemat waktu proyek, tapi juga menuntaskan berbagai masalah kritikal yang sebelumnya tidak nampak. Secara spesifik, interaksi dari faktor-faktor tersebut dapat diobservasi dan dievaluasi. Tim dapat mempelajari faktor-faktor yang penting dan tidak penting.***