- 1 PENDAHULUAN
- 2 SOURCE CODE
- 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
- 4 DAFTAR PUSTAKA
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemodelan time series banyak digunakan dalam peramalan di bidang keuangan. Menurut Wei (dalam Hadiansyah, 2017) time series mengamati perilaku observasi yang diambil dari waktu ke waktu secara berurutan. Metode time series termasuk metode kuantitatif yang digunakan untuk melakukan analisis data yang mempertimbangkan pengaruh waktu. Metode Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) memanfaatkan sepenuhnya data masa lampau dan data saat ini untuk menghasilkan peramalan jangka pendek dengan tingkat akurasi yang tinggi. Metode ARIMA dapat digunakan dalam peramalan harga sebab memiliki kemampuan untuk dapat mengatasi kerumitan runtun waktu dan variasi dari pola data yang ada. Menurut Nabilah (2017), metode ARIMA memiliki tingkat akurasi peramalan yang cukup tinggi karena dalam pemilihan model, metode ini dapat memilih residual yang bernilai kecil. Selain itu, metode ARIMA tepat digunakan untuk meramal sejumlah variabel dengan cepat, sederhana dan akurat. Penelitian terdahulu yang dilakukan Putri pada tahun 2018 dengan judul “Penerapan Metode Campuran Autoregressive Integrated Moving Average Dan Quantile Regression (Arima-Qr) Untuk Peramalan Harga Cabai Sebagai Komoditas Strategis Pertanian Indonesia”. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa harga cabai rawit di Provinsi Jawa Timur memiliki fluktuasi naik turun dan diperoleh kesimpulan bahwa variabel hari besar memiliki pengaruh namun tidak signifikan atau sangat kecil pengaruhnya terhadap harga cabai rawit. Kemudian penelitian yang dilakukan oleh Setyowati pada tahun 2020 dengan judul “Peramalan Harga Cabai Rawit di Provinsi Jawa Timur Menggunakan Metode ARIMAX”. Penelitian tersebut menghasilkan kesimpulan bahwa pada bulan Maret 2020 harga cabai mengalami penurunan dan diprediksi naik pada satu bulan setelah hari raya idul fitri.
Penelitian ini akan menganalisis mengenai peramalan harga komoditas cabai rawit di Provinsi Jawa Timur. Metode yang digunakan adalah pemodelan time series menggunakan metode ARIMA untuk melakukan peramalan pada periode yang akan datang. Penelitian ini dilakukan sebagai salah satu bentuk upaya antisipasi jangka pendek terjadinya inflasi atau deflasi, khususnya yang disebabkan oleh peningkatan atau penurunan harga komoditas cabai rawit di Provinsi Jawa Timur. Diharapkan informasi peramalan ini dapat digunakan membantu pihak terkait atau pemerintah untuk mengambil kebijakan tentang penentuan harga komoditas cabai rawit pada waktu yang akan datang sehingga dapat meminimalisir kerugian keuangan negara.
1.2 Analisis Deret Waktu
Untuk menentukan metode peramalan pada data time series perlu diketahui pola dari data tersebut. Pola data dapat dibedakan menjadi empat jenis, yaitu pola musiman, siklis, trend, dan irregular. Pola musiman merupakan fluktuasi dari data yang terjadi secara periodik dalam kurun waktu satu tahun, seperti triwulan, kuartalan, bulanan, mingguan, atau harian. Pola siklis merupakan fluktuasi dari data untuk waktu yang lebih dari satu tahun. Pola ini sulit dideteksi dan tidak dapat dipisahkan dari pola trend. Pola trend merupakan kecenderungan arah data dalam jangka panjang, dapat berupa kenaikan maupun penurunan. Sedangkan pola irregular merupakan kejadian yang tidak terduga dan bersifat acak, tetapi kemunculannya dapat mempengaruhi fluktuasi data deret waktu (Hanke dan Winchern, 2005).
1.2.1 Stasioneritas
1.2.1.1 Stasioneritas Ragam
| \(\lambda\) | Transformasi |
|---|---|
| 2 | \(Z_{t}^{2}\) |
| 0.5 | \(\sqrt{Z_{t}}\) |
| 0 | ln \(Z_{t}\) |
| -0.5 | \(1/\sqrt{Z_{t}}\) |
| -1 | \(1/Z_{t}\) |
1.2.1.2 Stasioneritas Rata-Rata
\(H_{0}\) : \(\phi\) = 0 (terdapat akar unit atau data
deret waktu tidak stasioner)
\(H_{1}\) : \(\phi\) ≠ 0 (tidak terdapat akar unit atau
data deret waktu stasioner)
Statistik Uji : \[
t = \frac{(\hat{\phi}-1)}{se(\hat{\phi}-1)} \sim t_{n-1}
\] di mana
\[
\hat{\phi} = \frac{\sum_{t=1}^{n}
Z_{t-1}Z_{t}}{\sum_{t=1}^{n}Z^{2}_{t-1}}
\] \[
se(\hat{\phi}) =
\sqrt\frac{\hat{\sigma}^{2}_{et}}{\sum_{t=1}^{n}Z^{2}_{t-1}}
\] keterangan :
\(\hat\phi\) : penduga parameter
AR(1)
\(se(\hat\phi)\) : salah baku \(\hat\phi\)
\(\hat{\sigma}^{2}_{et}\) : penduga
ragam sisaan
\(Z_t\) : pengamatan periode ke-t
\(n\) : banyaknya pengamatan
Apabila data deret waktu tidak stasioner terhadap rata-rata maka perlu dilakukan differencing yaitu mengurangi data pada periode ke-t dengan data pada periode ke-\(t-1\) (Makridakis dkk., 1999). Proses differencing pada orde ke-d dapat dinyatakan sebagai berikut:
\[ W_t = (1-B)^{d}Z_t \]
1.2.2 Identifikasi Model ARIMA
\[
\rho_k =
\frac{\sum_{t=1}^{n-k}(Z_t-\overline{Z})(Z_{t-k}-\overline{Z})}{\sum_{t=1}^{n}(Z_t-\overline{Z})^2}
\] \[
\phi_{kk} =
\frac{\rho_{k}-\sum_{j=1}^{k-1}\phi_{k-1,j}\rho_{k-j}}{1-\sum_{j=1}^{k-1}\phi_{k-1,j}\rho_{k-j}}
\] dimana :
\(k\) : lag waktu
\(\hat\rho_k\) : autokeralsi sampel
pada lag ke-\(k\)
\(Z_t\) : pengamatan pada waktu
ke-\(t\)
\(\overline{Z}\) : rata-rata pengamatan
seluruh periode data
\(Z_{t+k}\) : pengamatan pada waktu
ke-\(t+k\) atau waktu sebelumnya
1.2.2.1 Model ARIMA Non Musiman
\[
\phi_{p}(B)(1-B)^{d}Z_{t}=\theta_{q}(B)a_{t}
\] dimana : \(p\) : orde
Autoregressive (AR) non musiman
\(q\) : orde Moving Average
(MA) non musiman \((1-B)^2\) :
differencing non musiman dengan ordo d
\(a_t\) : residual yang telah memenuhi
asumsi white noise
1.2.2.2 Model ARIMA Musiman
\[
\Phi_{p}(B^s)(1-B^s)^{D}Z_{t}=\theta_{Q}(B^s)a_{t}
\] dimana :
\(P\) : orde Autoregressive
(AR) musiman
\(Q\) : orde Moving Average
(MA) musiman
\((1-B^s)^D\) : differencing
non musiman dengan orde D
\(a_t\) : residual yang telah memenuhi
asumsi white noise
1.2.3 Pendugaan Parameter Model ARIMA
\[
Z_t =
\phi{Z_{t-1}}+...+\phi_{p}{Z_{t-p}}+a_t-\theta_1a_{t-1}-...-\theta_qa_{t-q}
\] Fungsi log-likehood bersyarat bagi model
ARMA(p,q) adalah
\[
ln
L_*(\phi,\mu,\theta,\sigma^2_a)=-\frac{n}{2}ln2\pi\sigma^2_a-\frac{S_*(\phi,\mu,\theta)}{2\sigma^2_a}
\] \[
S_*(\phi,\mu,\theta) = \sum_{t=2}^n a^2_t(\phi,\mu,\theta|Z_*,a_*,Z)
\] di mana \(S_*(\phi,\mu,\theta)\) merupakan fungsi
jumlah kuadrat bersyarat. Penduga \(\hat\phi\), \(\hat\mu\), dan \(\hat\theta\) merupakan nilai yang
memaksimumkan yang diperoleh dengan meminimumkan \(S_*(\phi,\mu,\theta)\) yaitu
\[
\frac{\partial S_*(\phi,\mu,\theta)}{\partial\phi}=0, \frac{\partial
S_*(\phi,\mu,\theta)}{\partial\mu}=0, \frac{\partial
S_*(\phi,\mu,\theta)}{\partial\theta}=0
\] Setelah diperoleh penduga \(\hat\phi\), \(\hat\mu\), dan \(\hat\theta\), penduga \(\hat\sigma^2_a\) dapat dihitung dengan
persamaan berikut.
\[
\hat\sigma^2_a = \frac{S_*\hat\phi,\hat\mu,\hat\theta}{df}
\] dimana \(df\) merupakan
derajat bebas yang diperoleh dari \(df=n-(2p+q-1)\)
\(H_0\) : \(\theta\) = 0
\(H_1\) : \(\theta\) ≠ 0
Statistik Uji :
\[
t=\frac{\hat\theta}{se(\hat\theta)}
\] dimana :
\(\theta\) : parameter model
ARIMA
\(\hat\theta\) : nilai penduga
parameter model ARIMA
\(se(\hat\theta)\) : salah baku dari
nilai penduga \(\theta\)
1.2.4 Diagnostik Model
1.2.4.1 Asumsi Normalitas Sisaan
\(H_0\) : sisaan menyebar
normal
\(H_1\) : sisaan tidak menyebar
normal
\[ D=max|F_0(x_i)-S_n(x_i)|; i=1,2,..,n \] | Kriteria pengambilan keputusan yaitu tolak \(H_0\) jika nilai \(D>D_{(1-α);n)}\) dengan n adalah banyaknya pengamatan atau p-value < = 0,05 maka sisaan tidak berdistribusi normal.
1.2.4.2 Asumsi White Noise
\(H_0\) : \(\rho_{i}\) = 0 (tidak terdapat korelasi
antar lag pada sisaan)
\(H_1\) : minimal ada satu i, di mana
\(\rho_{i}\) ≠ 0 (terdapat korelasi
antar lag pada sisaan)
Statistik uji : \[
Q=n(n+2)\sum_{i=1}^k \frac{\hat\rho^2_i}{n-1} \sim \chi^2_{k-n_p}
\] dimana :
\(n\) : banyaknya pengamatan
\(\hat\rho_i\) : penduga autokorelasi
sisaan pada lag ke-\(i\)
\(k\) : banyaknya autokorelasi yang
diuji
1.2.5 Pemilihan Model Terbaik
\[
AIC= n ln(\frac{\sum_(t=1)^n e_t^2}{n}) + 2n_p
\] dimana :
\(n\) : banyaknya pengamatan dalam
model pendugaan parameter
\(n_p\) : banyaknya parameter dalam
model
\(e_t\) : sisaan model
1.3 Komoditas Cabai Rawit
- Komoditas cabai bernilai ekonomi sangat tinggi.
- Fenomena gejala pergeseran permintaan konsumen dari komoditas
bernilai rendah ke arah komoditas bernilai ekonomi tinggi
(holtikultura).
- Komoditas cabai merupakan komoditas unggulan nasional maupun
daerah.
- Menduduki posisi penting dalam menu pangan, walaupun diperlukannya
dalam jumlah kecil (4 kg/kapita/tahun) namun setiap hari dikonsumsi oleh
hampir seluruh penduduk Indonesia.
- Konsumsi cabai oleh rumah tangga dalam bentuk cabai segar sebesar
80% sedangkan untuk industri pengolahan sebesar 20%.
- Fluktuasi harga cabai memiliki pengaruh yang cukup signifikan
terhadap tingkat inflasi daerah maupun nasional.
- Memiliki beragam tujuan pasar, baik untuk pasar tradisional maupun pasar modern serta untuk pasar industri.
2 SOURCE CODE
2.1 Library yang Dibutuhkan
> library(rmarkdown)Package ‘rmarkdown’ digunakan untuk support membuat halaman tabel yang dibaca dari data yang telah diimport.
> library(readxl)Package ‘readxl’ digunakan untuk import data dari file Excel.
> library(tseries)Package ‘tseries’ digunakan untuk pengecekan kestasioneran terhadap rata-rata menggunakan uji ADF.
> library(lmtest)Package ‘lmtest’ digunakan untuk uji signifikansi koefisien parameter.
> library(nortest)Package ‘nortest’ digunakan untuk uji asumsi normalitas sisaan menggunakan uji Kolmogorov Smirnov.
> library(forecast)Package ‘forecast’ digunakan untuk peramalan harga cabai rawit di provinsi Jawa Timur menggunakan ARIMA.
2.2 Data
> data <- read_excel("C:/Users/Ok/Documents/harga-cabai.xlsx", col_types = c("date","numeric"))Menampilkan data yang telah diimport menggunakan perintah ‘paged_table( )’.
> paged_table(data)2.3 Eksplorasi Data
2.3.1 Statistika Deskriptif
> summary(data$Harga)
Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
12245 18204 26866 33389 40491 125456 2.3.2 Plot Time Series
> plot(data$Harga, main="Plot Data Time Series",
+ ylab='Harga',xlab='Waktu', type='o')2.4 Pengecekan Stasioneritas
> adf.test(data$Harga)
Augmented Dickey-Fuller Test
data: data$Harga
Dickey-Fuller = -3.784, Lag order = 4, p-value = 0.02339
alternative hypothesis: stationary2.5 Plot ACF
> acf(data$Harga)2.6 Plot PACF
> pacf(data$Harga)2.7 Estimasi Parameter
2.7.1 Parameter ARIMA(1,0,0)
> model1=arima(data$Harga, order=c(1,0,0),
+ fixed=c(NA, rep(0,1)), include.mean=T, method='ML')
> coeftest(model1)
z test of coefficients:
Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)
ar1 0.894645 0.044945 19.905 < 2.2e-16 ***
---
Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 12.7.2 Parameter ARIMA(1,0,1)
> model2=arima(data$Harga, order=c(1,0,1),
+ fixed=c(NA,NA, rep(0,1)), include.mean=T, method='ML')
> coeftest(model2)
z test of coefficients:
Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)
ar1 0.90024 0.05073 17.7459 <2e-16 ***
ma1 -0.02890 0.13681 -0.2112 0.8327
---
Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 12.7.3 Parameter ARIMA(1,0,2)
> model3=arima(data$Harga, order=c(1,0,2),
+ fixed=c(NA,NA,NA, rep(0,1)), include.mean=T, method='ML')
> coeftest(model3)
z test of coefficients:
Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)
ar1 0.940139 0.047929 19.6153 <2e-16 ***
ma1 -0.113699 0.138618 -0.8202 0.4121
ma2 -0.154923 0.140381 -1.1036 0.2698
---
Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 12.7.4 Parameter ARIMA(0,0,1)
> model4=arima(data$Harga, order=c(0,0,1),
+ fixed=c(NA, rep(0,1)), include.mean=T, method='ML')
> coeftest(model4)
z test of coefficients:
Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)
ma1 0.719501 0.054857 13.116 < 2.2e-16 ***
---
Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 12.7.5 Parameter ARIMA(0,0,2)
> model5=arima(data$Harga, order=c(0,0,2),
+ fixed=c(NA,NA, rep(0,1)), include.mean=T, method='ML')
> coeftest(model5)
z test of coefficients:
Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)
ma1 0.949800 0.090214 10.5283 < 2e-16 ***
ma2 0.554134 0.077857 7.1173 1.1e-12 ***
---
Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 12.8 Pemeriksaan Diagnostik Model
2.8.1 Parameter ARIMA(1,0,0)
2.8.1.1 Asumsi Normalitas
> ks.test(model1$residuals, "pnorm")
One-sample Kolmogorov-Smirnov test
data: model1$residuals
D = 0.5977, p-value < 2.2e-16
alternative hypothesis: two-sided2.8.1.2 Asumsi White Noise
> checkresiduals(model1)
Ljung-Box test
data: Residuals from ARIMA(1,0,0) with non-zero mean
Q* = 9.4146, df = 8, p-value = 0.3085
Model df: 2. Total lags used: 10
2.8.2 Parameter ARIMA(0,0,1)
2.8.2.1 Asumsi Normalitas
> ks.test(model4$residuals, "pnorm")
One-sample Kolmogorov-Smirnov test
data: model4$residuals
D = 0.94253, p-value < 2.2e-16
alternative hypothesis: two-sided2.8.2.2 Asumsi White Noise
> checkresiduals(model4)
Ljung-Box test
data: Residuals from ARIMA(0,0,1) with non-zero mean
Q* = 35.677, df = 8, p-value = 2.012e-05
Model df: 2. Total lags used: 10
2.8.3 Parameter ARIMA(0,0,2)
2.8.3.1 Asumsi Normalitas
> ks.test(model5$residuals, "pnorm")
One-sample Kolmogorov-Smirnov test
data: model5$residuals
D = 0.81609, p-value < 2.2e-16
alternative hypothesis: two-sided2.8.3.2 Asumsi White Noise
> checkresiduals(model5)
Ljung-Box test
data: Residuals from ARIMA(0,0,2) with non-zero mean
Q* = 15.435, df = 7, p-value = 0.03081
Model df: 3. Total lags used: 10
2.9 Forecasting
> fmodel1= forecast(model1, h=9)
> fmodel1
Point Forecast Lo 80 Hi 80 Lo 95 Hi 95
88 24035.529 2014.067 46056.99 -9643.391 57714.45
89 21503.263 -8044.825 51051.35 -23686.638 66693.16
90 19237.784 -15167.978 53643.55 -33381.288 71856.86
91 17210.985 -20636.221 55058.19 -40671.321 75093.29
92 15397.720 -24993.263 55788.70 -46374.957 77170.40
93 13775.491 -28541.472 56092.45 -50942.719 78493.70
94 12324.173 -31473.344 56121.69 -54658.349 79306.69
95 11025.758 -33921.654 55973.17 -57715.377 79766.89
96 9864.138 -35982.863 55711.14 -60252.800 79981.083 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Eksplorasi Data
3.2 Identifikasi Model
3.2.1 Stasioneritas
3.2.2 Penentuan Model Tentatif
3.3 Estimasi Parameter
3.3.1 Model ARIMA(1,0,0)
3.3.2 Model ARIMA (1,0,1)
3.3.3 Model ARIMA (1,0,2)
3.3.4 Model ARIMA (0,0,1)
3.3.5 Model ARIMA (0,0,2)
3.4 Pemeriksaan Diagnostik
3.4.1 Asumsi Normalitas
3.4.2 Asumsi White Noise
3.5 Forecasting
\[ Y_t=0.894645Y_{(t-1)}+e_{t} \] | Berikut tabel hasil peramalan model ARIMA(1,0,0) berdasarkan hasil pada sub-bab 2.9 dapat dilakukan peramalan dari data harga komoditas cabai rawit di Provinsi Jawa Timur pada periode bulan April hingga Desember tahun 2022 sehingga diperoleh hasil ramalan sebagai berikut.
| Bulan | Batas Bawah | Peramalan | Batas Atas |
|---|---|---|---|
| April | -9.643 | 24.035 | 57.714 |
| Mei | -23.686 | 21.503 | 66.693 |
| Juni | -33.381 | 19.237 | 71.856 |
| Juli | -40.671 | 17.210 | 75.093 |
| Agustus | -46.374 | 15.397 | 77.170 |
| September | -50.942 | 13.775 | 78.493 |
| Oktober | -54.658 | 12.324 | 79.306 |
| November | -57.715 | 11.025 | 79.766 |
| Desember | -60.252 | 9.864 | 79.981 |
4 DAFTAR PUSTAKA
Cryer, J. D. & Chan, K. (2008). Time Series Analysis with
Applications in R. New York: Springer Science+Business Media.
DISPERINDAG JATIM. (2021). SISKAPERBAPO (Sistem Informasi Ketersediaan
dan Perkembangan Harga Bahan Pokok di Jawa Timur). Dipetik Desember 1,
2021, dari: http://siskaperbapo.com/.
Gujarati, D.N. & Porter, D. C. (2009). Basic Econometrics.
McGraw-Hill: New York.
Hadiansyah, F.N. (2017). Prediksi Harga Cabai dengan Menggunakan
Pemodelan Time Series ARIMA. Indonesia Journal on Computing (Indo-JC),
2(1), 71-7.
Hanke, J. E. & Wichern, D. W. (2005). Business Forecasting 8th
Edition. Upper Saddle River: Rearson.
Insani, N. H. (2015). Peramalan Curah Hujan dengan Menggunakan Metode
ARIMA Box-Jenkins sebagai Pendukung Kalender Tanam Padi di Kabupaten
Bojonegoro (Doctoral Dissertation, Institut Teknologi Sepuluh
November).
Nabilah. (2017). Peramalan Harga dan Produksi Cabai Rawit di Provinsi
Jawa Timur. Diploma Thesis, Institut Teknologi Sepuluh November.
Makridakis, S. G., Wheelwright, S. C. & Hyndman, R. J. (1999).
Forecasting: Methods and Applications. Toronto: John Wiley & Sons
Inc.
Munawaroh, S. (2010). Analisis Model Arima Box-Jenkins Pada Data
Fluktuasi Harga Emas (Doctoral Dissertation, Universitas Islam Negeri
Maulana Malik Ibrahim).
Putra, U. R. S. (2017). Analisis Trend dan Faktor-Faktor Yang
Mempengaruhi Harga Cabai Rawit di Provinsi Jawa Timur.
Putri, M. C. K. (2018). Penerapan Metode Campuran Autroregressive
Integrated Moving Average dan Quantile Regression (ARIMA-QR) untuk
Peramalan Harga Cabai Sebagai Komoditas Strategis Pertanian Indonesia.
Doctoral Dissertation, Institut Teknologi Sepuluh November.
Setyowati, O. A. D. (2020). Peramalan Harga Cabai Rawit di Provinsi Jawa
Timur Menggunakan Metode Arimax. Doctoral Dissertation, UIN Sunan Ampel
Surabaya.
Wei, W. W. S. (2006). Time Series Analysis Univariate and Multivariate
Methods. New York: Pearson Education Inc.