Penelitian yang bertujuan untuk menentukan faktor dan setting parameter optimal untuk meminimalkan jumlah cacat roti smeer dengan desain eksperimen ini dilakukan di sebuah perusahaan roti yaitu perusahaan Villa’s. Latar belakang dari penelitian ini adalah masih ditemukannya cacat pada produk yang dihasilkan khususnya jenis roti smeer. Jenis cacat roti yang dimaksud antara lain ukuran roti yang tidak sesuai standar perusahaan, permukaan roti yang keriput, dan roti yang kempes. Penelitian ini menggunakan desain eksperimen faktorial multilevel 32 x 2 dengan 2 replikasi, sehingga menghasilkan 36 percobaan. Objek penelitian hanya dibatasi pada 1 jenis roti saja yaitu roti smeer yang paling sering mengalami kecacatan produk. Uji data yang dilakukan dibantu dengan software Minitab 14. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menyatakan bahwa faktor metode pembuatan adonan yang dinyatakan dengan lama fermentasi dan faktor waktu proofing secara individu berpengaruh terhadap jumlah cacat roti. Faktor suhu air secara individu tidak memberikan pengaruh terhadap jumlah cacat roti. Setting paremeter optimal yang menghasilkan jumlah cacat minimum adalah lama fermentasi 68 menit (metode straight dough), suhu air 120C, dan waktu proofing 135 menit.