Dekomposisi Bahan untuk Time series decomposition.pdf

Ririez-Izah-Sunardi-Nita 3 PEMBAHASAN

A. Dekomposisi

Salah satu pendekatan terhadap analisis data time series melibatkan sebuah upaya untuk mengenali faktor-faktor komponen yang mempengaruhi setiap nilai dalam sebuah series. Prosedur pengenalan ini disebut dekomposisi penguraian. Setiap komponen diidentifikasi secara terpisah. Proyeksi dari setiap komponen dapat dikombinasikan untuk menghasilkan ramalan tentang nilai-nilai time series di masa yang akan datang. Metode dekomposisi digunakan baik untuk ramalan jangka pendek maupun jangka panjang. Selain itu, juga digunakan untuk menyajikan pertumbuhan yang mendasari atau penurunan series secara sederhana, atau untuk menyesuaikan series dengan menghapuskan satu komponen atau lebih. Untuk memahami dekomposisi, sebelumnya dimulai dengan empat komponen dari time series yang diperkenalkan pada Bab 3, yaitu komponen trend, komponen siklis, komponen musiman, dan komponen tidak beraturan atau acak. 1. Trend. Trend adalah komponen yang menyatakan pertumbuhan mendasar atau penurunan dalam sebuah time series. Sebagai contoh, trend dapat dihasilkan oleh perubahan populasi yang sesuai, inflasi, perubahan teknologi, dan produktivitas meningkat. Trend dinyatakan dengan T. 2. Siklis. Komponen siklis adalah sebuah series tentang fluktuasi seperti gelombang atau siklus lebih dari durasi satu tahun. Kondisi ekonomi yang berubah-ubah secara umum menghasilkan siklus. C menyatakan komponen siklis. Pada prakteknya, siklus seringkali sulit untuk dikenali dan seringkali dianggap sebagai bagian dari trend tersebut. Pada kasus ini, pertumbuhan umum atau penurunan yang mendasar disebut siklus-trend dan dinyatakan dengan T. Digunakan notasi trend, T, karena komponen siklis seringkali tidak dapat dipisahkan dari trend tersebut. 3. Musiman. Fluktuasi musiman biasanya ditemukan dalam data kwartalan, bulanan, atau mingguan. Variasi musiman mengacu pada pola perubahan yang Ririez-Izah-Sunardi-Nita 4 lebih atau kurang stabil yang muncul setiap tahun dan mengulangi dirinya sendiri dari tahun ke tahun. Pola musiman terjadi karena pengaruh cuaca, atau karena kejadian-kejadian yang terkait dengan kalender seperti liburan sekolah dan hari libur nasional. S melambangkan komponen musiman. 4. Irreguler. Komponen Irreguler terdiri atas fluktuasi yang tidak dapat diprediksikan atau acak. Fluktuasi ini merupakan akibat dari berbagai macam kejadian yang secara individu pada dasarnya tidak penting tetapi efek kombinasinya mungkin besar, I melambangkan komponen yang tidak beraturan Irreguler. Untuk meneliti komponen-komponen dari time series, analisis harus mempertimbangkan bagaimana komponen-komponen terkait dengan series awal. Tugas ini dicapai dengan menetapkan sebuah model hubungan matematis yang menyatakan variabel time series Y dalam kaitannya dengan komponen T, C, S dan I. Sebuah model yang memperlakukan nilai-nilai time series sebagai jumlah komponen-komponen disebut model komponen additive. Sebuah model yang memperlakukan nilai-nilai time series sebagai hasil kali dari komponen- komponen disebut model komponen multiplicative. Pendekatan terhadap analisis time series melibatkan suatu upaya untuk mengestimasi nilai-nilai komponen. Estimasi ini selanjutnya dapat digunakan untuk meramalkan atau menyajikan series yang tidak dibebani oleh fluktuasi musiman. Proses yang terakhir disebut penyesuaian musiman. Sulit untuk menghadapi komponen siklis dari sebuah time series. Pada tingkatan dimana siklus dapat ditentukan dari data sejarah, baik panjang yang diukur dalam tahun maupun besaran selisih antara yang tinggi dengan yang rendah yang jauh dari konstan. Kurangnya pola seperti gelombang yang konsisten membuat perbedaan siklus dari trend-trend yang berkembang lancar menjadi sulit. Akibatnya, untuk membuat sesuatu tetap relatif sederhana, akan diasumsikan bahwa suatu siklus dalam data merupakan bagian dari trend tersebut. Pada awalnya, hanya akan dibahas ketiga komponen yaitu T, S dan I. Ririez-Izah-Sunardi-Nita 5 Kedua model paling sederhana yang berkaitan dengan nilai yang diamati Y t dari sebuah time series terhadap komponen trend T t , musiman S t , dan tidak beraturan I t adalah model komponen additive Y t = T t + S t + I t 5.1 dan model komponen multiplicative Y t = T t × S t × I t 5.2 Model komponen additive bekerja paling baik apabila time series yang sedang dianalisa secara kasar memiliki variabilitas yang sama sepanjang series. Yaitu, semua nilai series tepat pada garis grafiknya yang terpusat kepada trend. Model komponen multiplicative bekerja paling baik ketika variabilitas time series meningkat dengan bertambahnya level. Yaitu, nilai-nilai series menyebar sebagai trend naik, dan rangkaian observasi memiliki tampilan seperti corong. Sebuah time series memiliki variabilitas konstan dan time series dengan variabilitas yang meningkat dengan bertambahnya level ditunjukkan pada Gambar 5.1. Keduanya series bulanan yang memiliki trend naik dan menegaskan pola musiman. B. TREND Trend adalah pergerakan jangka panjang dalam suatu kurun waktu yang kadang-kadang dapat digambarkan dengan garis lurus atau kurva mulus. Deret waktu untuk bisnis dan ekonomi, yang terbaik adalah untuk melihat tren atau tren-siklus sebagai perubahan dengan halus dari waktu ke waktu. Pada kenyataannya, anggapan bahwa tren dapat diwakili oleh beberapa fungsi sederhana seperti garis lurus sepanjang periode untuk time series yang diamati jarang ditemulan. Namun, seringkali fungsi tersebut mudah dicocokkan dengan kurva trend pada suatu kurun waktu karena dua alasan: 1 fungsi tersebut menyediakan beberapa indikasi arah umum dari seri yang diamati, dan 2 dapat dihilangkan dari seri aslinya untuk mendapatkan gambar musiman lebih jelas. Ririez-Izah-Sunardi-Nita 6 Jika tren tampak kasar linier, yaitu, jika kenaikan atau penurunan seperti garis lurus, maka diwakili oleh persamaan = + 5.3 adalah nilai prediksi untuk trend pada waktu t. Simbol t digunakan untuk menyatakan waktu variabel independen dan biasanya mengasumsikan nilai integer 1, 2, 3, ... sesuai dengan periode waktu berturut-turut. Koefisien kemiringan b 1 adalah rata-rata kenaikan atau penurunan T untuk setiap kenaikan satu periode waktu. Persamaan waktu trend, termasuk trend garis lurus, dapat dicocokkan pada data menggunakan metode kuadrat terkecil. Ingat bahwa metode ini memilih nilai-nilai koefisien persamaan tren b dan b 1 dalam kasus garis lurus sehingga estimasi nilai tren , yang dekat dengan nilai sebenarnya, Y t yang diukur dengan jumlah kuadrat ukuran kesalahan . = ∑ − 5.4 Contoh 5.1 Tabel 5-1 Data pendaftaran mobil penumpang baru di Amerika Serikat, 1960-1992 Tahun Pendaftar juta Y Waktu t tren estimation juta Eror juta − 1960 6,577 1 8,0568 -1,4798 1961 5,855 2 8,1255 -2,2705 1962 6,939 3 8,1942 -1,2552 1963 7,557 4 8,2629 -0,7059 1964 8,065 5 8,3316 -0,2666 1965 9,314 6 8,4003 0,9138 1966 9,009 7 8,469 0,5401 Ririez-Izah-Sunardi-Nita 7 1967 8,357 8 8,5376 -0,1807 1968 9,404 9 8,6063 0,7977 1969 9,447 10 8,675 0,772 1970 8,388 11 8,7437 -0,3557 1971 9,831 12 8,8124 1,0186 1972 10,409 13 8,8811 1,5279 1973 11,351 14 8,9498 2,4012 1974 8,701 15 9,0185 -0,3175 1975 8,168 16 9,0872 -0,9192 1976 9,752 17 9,1559 0,5961 1977 10,826 18 9,2246 1,6014 1978 10,946 19 9,2933 1,6527 1979 10,357 20 9,362 0,995 1980 8,761 21 9,4307 -0,6697 1981 8,444 22 9,4994 -1,0554 1982 7,754 23 9,5681 -1,8141 1983 8,924 24 9,6368 -0,7128 1984 10,118 25 9,7055 0,4125 1985 10,889 26 9,7742 1,1148 1986 11,14 27 9,8429 1,2971 1987 10,183 28 9,9116 0,2714 1988 10,398 29 9,9803 0,4177 1989 9,833 30 10,049 -0,216 1990 9,16 31 10,1177 -0,9577 1991 9,234 32 10,1863 -0,9524 1992 8,054 33 10,255 -2,201 Data pendaftaran tahunan mobil penumpang baru di Amerika Serikat dari 1960- 1992 ditunjukkan pada Tabel 5-1 dan diplot pada Gambar 5-2. Nilai-nilai dari 1960-1992 digunakan untuk mengembangkan persamaan tren. Pendaftaran adalah Ririez-Izah-Sunardi-Nita 8 variabel dependen, dan variabel independen adalah waktu t dikodekan sebagai 1960 = 1, 1961 = 2, dan sebagainya. Garis trend memiliki persamaan = 7.988 + 0.0687 Kemiringan persamaan tren menunjukkan bahwa pendaftaran diperkirakan meningkat rata-rata sebesar 68.700 setiap tahun. Gambar 5-3 menunjukkan tren garis lurus dicocokkan pada data sebenarnya. Gambar 5-3 juga menunjukkan peramalan pendaftaran mobil baru untuk tahun 1993 dan 1994 t = 34 dan t = 35 diperoleh dengan ekstrapolasi garis trend. Kami akan mengatakan lebih banyak tentang peramalan trend. Nilai estimasi trend untuk pendaftaran mobil penumpang 1960-1992 ditunjukkan pada Tabel 5-1 di bawah . Sebagai contoh, persamaan tren mengestimasi pendaftaran pada tahun 1992 t = 33 adalah = 7.988 + 0.068733 = 10.225 atau 10.255.000 pendaftaran. Pendaftaran mobil penumpang baru pada data actual 8.054.000 pada tahun 1992. Untuk tahun 1992, persamaan tren overestimate pendaftaran sekitar 2,2 juta. Kesalahan ini dan kesalahan estimasi sisa tercantum pada Tabel 5.1 di bawah Y - . Kesalahan estimasi digunakan untuk menghitung ukuran kecocokan, MAD, MSD, dan MAPE ditunjukkan dalam Gambar 5-3. Gambar 5-2 Plot pendaftaran tahunan mobil penumpang baru di Amerika Serikat dari 1960-1992 1992 1989 1986 1983 1980 1977 1974 1971 1968 1965 1962 12 11 10 9 8 7 6 Year Y Ririez-Izah-Sunardi-Nita 9 Gambar 5-3 Plot Trend untuk pendaftaran tahunan mobil penumpang baru di Amerika Serikat dari 1960-1992 33 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 12 11 10 9 8 7 6 Index Y MA PE 11,2739 MA D 0,9897 MSD 1,3379 A ccuracy Measures A ctual Fits Forecasts Variable Linier Trend for Car Registrations Time Series Linear Trend Model Yt = 7,988 + 0,0687t Gambar 5-5 Plot Trend Kuadratik untuk pendaftaran tahunan mobil penumpang baru di Amerika Serikat dari 1960-1992 Gambar 5-5 33 30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 12 11 10 9 8 7 6 Index Y MAPE 8,61698 MAD 0,77385 MSD 0,89395 Accuracy Measures Actual Fits Forecasts Variable Linier Trend for Car Registrations Time Series Quadratic Trend Model Yt = 6,356 + 0,3484t - 0,00823t2 Ririez-Izah-Sunardi-Nita 10 Gambar 5-6 Scater Plot data salespeople 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991 70 60 50 40 30 20 10 tahun s a le s p e o p le Scatterplot of salespeople vs tahun

C. Additional Trend Curves