Kamis, 17 September 2020

Uji Homogenitas Sederhana (Pemahaman Awal) untuk Laboratorium Pengujian

Uji homogenitas sederhana untuk laboratorium pengujian

Uji homogenitas sering kali terdengar di telinga kita, namun terkadang masih ada yang belum memahami bagaimana cara menganalisisnya. Pada artikel ini, saya mencoba memberikan ulasan tentang cara menentukan homogenitas suatu populasi untuk dijadikan sebagai sampel. Perlu kami sampaikan di awal bahwa uji ini sebenarnya diperuntukkan untuk menentukan tingkat kesamaan variansi dari suatu populasi.

Pengantar

Bagi pemikiran awam, uji homogenitas digunakan untuk menentukan tingkat variansi sampel. Padahal... berdasarkan ilmu statistik, uji homogenitas digunakan untuk menentukan kesamaan sifat atau karakter suatu populasi. Sehingga apabila dilakukan pengambilan sampel di bagian manapun hasilnya tidak berbeda secara signifikan.

Satu hal lagi yang saya sampaikan uji homogenitas harus dilakukan pada waktu yang tidak berbeda alias bersamaan. Sebab jika kita melakukannya pada waktu yang berbeda maka uji homogenitas tidak berlaku lagi. Jika teman-teman bertanya: Jadi uji apa namanya? yaitu Uji Stabilitas. Namun kita tidak membahasnya pada artikel yang sama, jika anda ingin mempelajarinya silahkan ke artikel di bawah ini.
Baca Juga: Uji Stabilitas Populasi Untuk Pengendalian Mutu Laboratorium
Baik kita lanjut lagi pembahasannya, cara menghitung uji homogenitas sangatlah mudah dan dapat menggunakan teknik sederhana dan teknik yang agak rumit. Saya biasa menghitung uji homogenitas menggunakan Excel untuk pekerjaan sehari-hari.

Namun saya juga terkadang menghitung homogenitas menggunakan aplikasi SPSS (Statistical Package for The Social Sciences) pada saat menyelesaikan studi Magister waktu itu. Jika kita baca lagi kepanjangan dari SPSS, bahwa aplikasi tersebut awalnya hanya untuk penelitian sosial tetapi seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan, aplikasi tersebut dapat digunakan untuk berbagai bidang.

Mengapa Uji Homogenitas Penting Untuk Dibahas?

Sesuai dengan headline di atas, pasti ada yang penasaran "untuk apa sih uji homogenitas di lakukan oleh laboratorium?". Baik saya coba mendudukkan dulu esensi dari uji homogenitas.

Hal ini penting untuk kita kaji lebih lanjut mengingat apabila kita tidak bisa memastikan tingkat kehomogenan populasi yang akan diambil menjadi sampel maka bias atau standar deviasinya akan besar. Jika dianalisis lebih lanjut, bias atau standar deviasi yang besar tersebut akan menyumbang nilai ketidakpastian yang besar pula.
Baca Juga: Cara Menghitung Rata Rata Data Hasil Pengujian Menggunakan Excel
Untuk itu sebelum kita ambil sampel dari suatu populasi maka harus ditentukan terlebih dahulu tingkat homogenitasnya. Apabila berdasarkan hasil uji homogenitas ternyata populasi tersebut tidak homogen maka diperlukan suatu tindakan lagi. Biasanya tindakan yang sering dilakukan adalah mengaduk kembali bahan yang akan kita ambil sampelnya. Misalnya kita ingin membuat kontrol sampel dari bahan makanan seperti beras merah. Maka, kita harus mengaduk beras merah tersebut hingga benar-benar homogen.

Selanjutnya, uji kembali populasi tersebut hingga diperoleh kesimpulan bahwa populasi bersifat homogen.

Apa Saja yang Harus Ditentukan Uji Homogenitasnya?

Berdasarkan headline di atas maka langsung saya jawab Semua. Karena jika kita bekerja dibidang laboratorium maka sangat berhubungan erat dengan kegiatan pengendalian mutu laboratorium. Oleh sebab itu sebagai langkah awal adalah memastikan bahwa sampel yang kita ambil berasal dari populasi yang homogen.

Uji homogenitas sangat sering digunakan pada saat kita sedang mempersiapkan kontrol sampel secara internal atau persiapan sampel untuk uji banding laboratorium apabila Lab teman-teman yang kan menjadi penyelenggara uji banding laboratorium.

Tahap ini dilakukan setelah kita mendapatkan sekumpulan (populasi) bahan kandidat sampel. Setelah kita mengaduk atau mengayak bahan tersebut, barulah kita harus menghitung tingkat kehomogenan bahan yang kita persiapkan.

Rumus Menghitung Homogenitas

Agar kita mengetahui kesamaan variansi bahan maka bisa dihitung menggunakan Uji F. Uji F adalah salah satu teknik pengujian secara statistik untuk menguji koefisien regresi secara simultan serentak atau bersamaan. Uji F tersebut juga dapat digunakan untuk membandingkan 2 atau lebih perlakuan dalam satu kelompok atau kita sebutlah disini bahan kandidat sampel melalui uji pengulangan.

Uji variansi sering juga digunakan untuk mendefinisikan istilah uji f ini yaitu analisis of varians (ANOVA). Jika kita ingin mendapatkan suatu kesimpulan dari operasi perhitungan maka nilai perhitungan harus dibandingkan dengan nilai standar atau acuan. Nilai standar atau acuan tersebut yaitu nilai F Tabel.

Uji F

Di dalam kita menentukan uji F, kita harus membandingkan nilai F tabel dengan F hitung. Nah, tugas kita saat ini adalah mencari nilai F perhitungan. Untuk mendapatkan nilai tersebut, terlebih dahulu harus ditentukan variansi sampling (Ss kuadrat) dan variansi keberulangan analisis (Sa kuadrat). Nilai nilai variansi tersebut bisa ditentukan dari MSB (Mean Square Bentween) dan MSW (Mean Square Within).

Rumus menghitung MSB dapat anda lihat seperti gambar berikut ini:

rumus msb pada uji f

Sedangkan untuk menghitung MSW dapat dilakukan menggunakan rumus dibawah ini:

rumus msw pada uji f

Keterangan rumus di atas adalah:
  • a = data pada ulangan pertama
  • b = data pada ulangan kedua
  • X bar = rata-rata
  • n = jumlah data atau total seluruh pengulangan

Setelah kita dapatkan nilai MSB dan MSW maka uji homogenitas bahan dapat di tentukan dengan uji F yang dievaluasi berdasarkan 2 kriteria. Kriteria tersebut saya dapatkan dari dokumen KAN DPLP 23 Tanggal 16 Desember 2015.

Rumus Mencari F Hitung

Pada kriteria pertama ini, nilai F perhitungan dapat diketahui melalui perbandingan langsung antara MSB dan MSW. Lebih jelaskan silahkan lihat pada rumus dibawah ini:

nilai f hitung cara pertama

Setelah kita dapatkan nilai dari hasil perbandingan MSB dan MSW maka tahap berikutnya adalah menbandingkannya dengan nilai F pada tabel. Syarat untuk menyatakan bahwa bahan tersebut sudah homogen adalah F hitung harus lebih kecil dari F tabel (F hitung < F tabel).

Untuk melihat data pada F tabel silahkan lihat tabel untuk derajat bebas (alpha) 0,05 atau tingkat kepercayaan 95% kemudian lihat data pada kolom n-1 (jumlah data dikurangi 1). Tabel uji F tersebut bisa anda lihat disini.

Contoh Soal Perhitungan Uji Homogenitas

Setelah kita bahas bagaimana menentukan homogenitas suatu bahan dan uji statistik yang digunakan, maka selanjutnya akan kita coba menentukan uji homogenitas. Mudah mudahan dengan kami sajikan contohnya, maka dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam.

Contoh Soal

Suatu laboratorium akan mengembangkan suatu kontrol sampel untuk dijadikan sebagai bahan acuan internal laboratorium. Bahan yang akan dijadikan adalah tepung terigu yang berasal dari pasar merek x. Kandidat bahan acuan internal tersebut akan digunakan untuk memantau pengujian Fe (besi) dan Zn (seng) di dalam sampel tepung terigu.

Tahap yang harus dilakukan adalah melakukan proses homogenisasi sampel menggunakan teknik tertentu. Saya tidak akan membahas teknik pembuatan kontrol sampel karena tidak akan bisa dijelaskan pada saat yang bersamaan.

Setelah kita yakin bahwa kandidat bahan acuan tersebut telah homogen maka ambil 10 titik dan masukkan ke dalam wadah tertentu. Kemudian uji 10 sampel tersebut menggunakan instruksi kerja  yang sudah di verifikasi atau validasi yang digunakan oleh laboratorium. setipa sampel yang diambil tadi dilakukan pengujian secara duplo (duplikasi sampel).

Setelah diperoleh data hasil pengujian 10 sampel tadi, maka kita akan menghasilkan 20 data yang diperoleh dari pengujian pada waktu yang bersamaan. Baiklah saya akan contohkan data yang diperoleh seperti pada tabel berikut ini:


Setelah kita mendapatkan hasil dari pengujiannya maka kita hitung MSB dari pengujian tersebut, cara menghitungnya saya sajikan ke dalam worksheet excel berikut ini:


Berdasarkan perhitungan menggunakan rumus MSB yang saya jabarkan sebelumnya, maka nilai dari MSB hasil pengujian Fe di dalam tepung terigu adalah 0,00468. Nah, selanjutnya kita juga harus menghitung nilai MSW, dimana hasilnya juga saya jabarkan pada contoh worksheet berikut ini:


Berdasarkan hasil perhitungan secara statistik, maka diperoleh nilai MSW untuk pengujian kandungan Fe di dalam tepung terigu adalah 0,0102.

Selanjutnya, untuk mendapatkan F perhitungan, seperti yang saya jelaskan sebelumnya bahwa:


Maka,


Selanjutnya silahkan lihat nilai F tabel dengan ketentuan:
  • Derajat bebas (p) = 0,05
  • N1 = n-1 = 10-1 = 9
  • N2 = n = 10

Berdasarkan hasil ketentuan di atas, maka tabel yang kita lihat adalah pada tingkat kesalahan 5% kemudian pembilangnya pada kolom 9 dan penyebutnya pada kolom 9. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat tabel uji f berikut ini:


Berdasarkan data yang saya lingkari itu, maka nilai F tabel adalah 3,02.

Jika kita bandingkan antara F hitung yaitu 0,46 dengan F tabel yaitu 3,02.

Jadi berdasarkan hasil perhitungan secara statistik, apakah kandidat bahan acuan yang kita buat sudah homogen?
Baca Juga: Uji Profisiensi Laboratorium dan Uji Banding ISO 17025 Untuk Kinerja Optimal
Silahkan jawab pada kolom komentar dan penjelasan yang menarik dan jawaban yang paling baik akan saya berikan template gratis untuk uji homogenitas bahan acuan.

Penutup dan Kesimpulan

Masih banyak diantara kita yang belum memahami bagaimana cara menentukan uji homogenitas pada populasi atau bahan acuan yang akan kita gunakan sebagai sampel untuk proses pengujian. Pada dasarnya ada banyak sih metode untuk menentukan kehomogenan suatu bahan. Semoga saja apa yang saya berikan melalui artikel ini bisa membantu rekan-rekan dalam mengolah data di laboratorium.

Demikianlah pembahasan kita kali ini, semoga dapat memberikan manfaat untuk kita semua. Terimakasih.

Blog ini saya bangun dengan cinta dan kasih sayang untuk membagikan sedikit ilmu yang telah saya dapatkan dibidang penerapan ISO 17025 sejak tahun 2013 silam.


EmoticonEmoticon