Evaluasi Komparatif Algoritma Decision Tree dan Naive Bayes untuk Prediksi Churn Pelanggan pada Industri Telekomunikasi

Authors

  • Irfan Harviansah Teknik Informatika/Ilmu Komputer, Universitas Duta Bangsa Surakarta
  • Higmatul Najib Ananda Saputra Teknik Informatika/Ilmu Komputer, Universitas Duta Bangsa Surakarta
  • Pratama Nur Hadiansah Teknik Informatika/Ilmu Komputer, Universitas Duta Bangsa Surakarta
  • Raihan Fadhil Aditya Teknik Informatika/Ilmu Komputer, Universitas Duta Bangsa Surakarta
  • Aprilisa Arum Sari Teknik Informatika/Ilmu Komputer, Universitas Duta Bangsa Surakarta

Keywords:

churn pelanggan, Decision Tree, Naive Bayes, SMOTE, telekomunikasi

Abstract

Churn pelanggan merupakan tantangan signifikan bagi industri telekomunikasi karena biaya untuk memperoleh pelanggan baru jauh lebih besar dibandingkan biaya mempertahankan pelanggan lama. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kinerja algoritma Decision Tree dan Naive Bayes dalam memprediksi churn pelanggan menggunakan dataset Telco Customer Churn yang terdiri atas 7.032 data pelanggan setelah praproses, dengan 19 atribut prediktor. Metode penelitian meliputi eksplorasi data, pembersihan data, transformasi atribut kategorikal melalui Label Encoding, normalisasi atribut numerik dengan MinMaxScaler, pembagian data latih dan data uji sebesar 80:20 secara stratified, serta penanganan ketidakseimbangan kelas pada data latih menggunakan Synthetic Minority Oversampling Technique (SMOTE). Kedua algoritma dilatih pada data yang telah diseimbangkan dan diuji pada data uji asli, kemudian dievaluasi menggunakan matrik Accuracy, Precision, Recall, F1-Score, dan AUC-ROC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa algoritma Naive Bayes memberikan kinerja yang lebih baik dibandingkan Decision Tree pada seluruh matrik evaluasi, dengan Accuracy sebesar 0,7143, Precision 0,4763, Recall 0,7513, F1-Score 0,5830, dan AUC-ROC 0,8024, dibandingkan Decision Tree yang hanya mencapai Accuracy 0,7022, Precision 0,4528, Recall 0,5775, F1-Score 0,5076, dan AUC-ROC 0,6624. Selisih Recall yang signifikan menunjukkan bahwa Naive Bayes lebih mampu mengidentifikasi pelanggan yang benar-benar berpotensi churn, sehingga lebih sesuai untuk mendukung strategi retensi pelanggan pada industri telekomunikasi. Atribut Contract, InternetService, OnlineSecurity, dan TechSupport teridentifikasi sebagai faktor yang paling berpengaruh terhadap churn pada penelitian ini.

References

[1] M. Imani, M. Joudaki, A. Beikmohammadi, and H. R. Arabnia, "Customer churn prediction: A systematic review of recent advances, trends, and challenges in machine learning and deep learning," Mach. Learn. Knowl. Extr., vol. 7, no. 3, p. 105, 2025.

[2] K. Peng, Y. Peng, and W. Li, "Research on customer churn prediction and model interpretability analysis," PLoS One, vol. 18, no. 12, p. e0289724, 2023.

[3] I. A. Rahmayanti, Sediono, T. Saifudin, and E. Ana, "Applying SMOTE-NC on CART algorithm to handle imbalanced data in customer churn prediction: A case study of telecommunications industry," Syntax Lit. J. Ilm. Indones., vol. 6, no. 2, pp. 1321–1337, 2021.

[4] E. P. Hartati, Adiwijaya, and M. A. Bijaksana, "Handling imbalance data in churn prediction using combined SMOTE and RUS with bagging method," J. Phys. Conf. Ser., vol. 971, p. 012007, 2018.

[5] A. P. Permana, K. Ainiyah, and K. F. H. Holle, "Analisis perbandingan algoritma Decision Tree, kNN, dan Naive Bayes untuk prediksi kesuksesan start-up," JISKA (J. Inform. Sunan Kalijaga), vol. 6, no. 3, pp. 178–188, 2021.

[6] C. Anam and H. B. Santoso, "Perbandingan kinerja algoritma C4.5 dan Naive Bayes untuk klasifikasi penerima beasiswa," Energy – J. Ilm. Ilmu-Ilmu Tek., vol. 8, no. 1, pp. 13–19, 2018.

[7] T. Setiyorini and R. T. Asmono, "Komparasi metode Decision Tree, Naive Bayes dan K-Nearest Neighbor pada klasifikasi kinerja siswa," J. Techno Nusa Mandiri, vol. 15, no. 2, pp. 85–92, 2018.

[8] M. R. Qisthiano, P. A. Prayesy, and I. Ruswita, "Penerapan algoritma Decision Tree dalam klasifikasi data prediksi kelulusan mahasiswa," G-Tech J. Teknol. Terapan, vol. 7, no. 1, pp. 21–28, 2023.

[9] O. Peretz, M. Koren, and O. Koren, "Naive Bayes classifier—An ensemble procedure for recall and precision enrichment," Eng. Appl. Artif. Intell., vol. 136, p. 108972, 2024.

[10] A. Sikri, R. Jameel, S. M. Idrees, and H. Kaur, "Enhancing customer retention in telecom industry with machine learning driven churn prediction," Sci. Rep., vol. 14, no. 1, Art. no. 13097, 2024.

[11] F. Pedregosa et al., "Scikit-learn: Machine learning in Python," J. Mach. Learn. Res., vol. 12, pp. 2825–2830, 2011.

[12] G. Lemaître, F. Nogueira, and C. K. Aridas, "Imbalanced-learn: A Python toolbox to tackle the curse of imbalanced datasets in machine learning," J. Mach. Learn. Res., vol. 18, no. 17, pp. 1–5, 2017.

[13] N. V. Chawla, K. W. Bowyer, L. O. Hall, and W. P. Kegelmeyer, "SMOTE: Synthetic minority over-sampling technique," J. Artif. Intell. Res., vol. 16, pp. 321–357, 2002.

Downloads

Published

2026-07-25