Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan April 2016 sampai dengan bulan Oktober 2016 di Laboratorium Ergonomika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Sedangkan pengambilan dan pengumpulan data penelitian dilakukan di Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat dan perlengkapan utama yang diperlukan untuk kegiatan penelitian ini meliputi peralatan untuk mengukur dimensi traktor roda dua dan trailer, mengukur ukuran tubuh operator serta software untuk membuat simulasi dan desain stang kemudi optimum. Peralatan untuk membuat desain stang kemudi traktor roda dua adalah:
a. Traktor roda dua merk Yanmar jenis Bromo DX dengan panjang traktor 2716 mm, lebar traktor 844 mm, dan tinggi traktor 1070 mm serta berat traktor 251 kg, trailer milik traktor roda dua merk Yanmar jenis Bromo DX dengan dimensi panjang trailer yaitu 1190,9 mm dan lebar trailer 870 mm, meteran,
antropometer, timbangan, alat tulis dan laptop sebagai alat pengumpul dan
pengolah data.
b. Software Catia yang digunakan untuk membuat simulasi dan desain optimum stang kemudi traktor roda dua berdasarkan pendekatan ergonomika.
Prosedur Penelitian
Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari penelitian mahasiswa S3 dengan judul Desain Ergonomis Stang Kemudi Traktor Roda Dua untuk Pengolahan Tanah dan Transportasi. Pada penelitian ini hanya menghasilkan rekomendasi design konseptual stang kemudi traktor roda dua yang optimum untuk transportasi. Tahapan penelitian ini dimulai dari tahap pendahuluan, pengolahan data, analisis data, hingga desain konseptual yang optimal berdasarkan pendekatan ergonomika. Diagram alir penelitian secara keseluruhan untuk pengolahan tanah dan transportasi dapat dilihat pada Gambar 5 sedangkan diagram alir dari penelitian design stang kemudi untuk transportasi dapat dilihat pada Gambar 6.
10
Keterangan : Diagram alir yang berada di dalam garis putus-putus merupakan lingkup penelitian yang dilakukan oleh peneliti S1.
11
Gambar 6 Diagram alir prosedur penelitian lingkup kecil
Mulai Penelitian Pendahuluan
-Pengukuran dimensi traktor roda dua dan trailer -Observasi pengamatan dilapangan terkait pengemudian traktor
-Pengukuran dimensi tubuh salah satu operator
Pengolahan Data Operator Alat Gerak kerja yang dibutuhkan Antropometri Data Dimensi Traktor roda dua dan trailer Mekanisme Kerja yang dibutuhkan Analisis kesesuian Antropometri Parameter Antropometri Terkait Pendefinisian elemen kerja
Pengambilan data aktual/ sekunder antropometri meliputi: body
weight, sitting eye height, hip breadth, upper-arm lenght, sitting height, and foot breadth.
Posisi Gerakan ROM yg digunakan meliputi: siku terhadap lengan, lengan tangan, pergelangan kaki, lutut, pergelangan tangan, bahu, punggung dan leher
Pembuatan Model Manekin Gerak Kerja Analisis Gerak Kerja Simulasi Model Gerak Kerja
yg aman
Parameter desain stang sesuai 3 prcentil (fit and reach) Pola dan data sudut
gerak
Analisis resiko gerakan berdasarkan Selang Gerakan Alami atau ROM
Tingkat dan distribusi resiko gerakan setiap bagian tubuh operator
Rekomendasi Desain Koseptual stang kemudi traktor roda dua
untuk transportasi
Selesai Analisis RULA Skor Resiko Gerak
12
Tahap Pendahuluan
Tahap pendahuluan ini terdiri dari pengumpulan data sekunder dan observasi lapang. Data sekunder yang diambil meliputi: data antropometri petani di Jawa dan data ROM. Sedangkan observasi lapang berupa video cara mengemudikan traktor roda dua dengan menggunakan trailer, serta pengukuran dimensi traktor roda dua dan trailer yang digunakan dan pengukuran dimensi tubuh (antropometri) satu operator traktor roda dua.
Data dimensi traktor roda dua yang diambil yaitu jarak kemudi atau lebar kemudi (cm), tinggi stang kemudi dari permukaan tanah (cm), panjang stang kemudi (cm), diameter batang stang (cm), ukuran mesin traktor (cm), dan diameter roda traktor (cm). Sedangkan data dimensi trailer yang diambil mencakup panjang (cm) dan lebar trailer (cm), panjang dan lebar tempat duduk operator serta tinggi tempat duduk dari permukaan tanah dan juga jarak stang traktor dengan tempat duduk operator (cm), serta panjang pijakan kaki operator.
Pengolahan Data
Video pengoperasian traktor roda dua untuk transportasi oleh operator akan dijadikan berupa kumpulan foto dengan cara melakukan capture pada gerakan-gerakan yang dianggap berbahaya/ di luar selang kerja saat berkendara dapat dilihat pada Gambar 7. Hasil capture video tersebut akan dianalisis elemen gerak dan resiko yang terjadi setiap gerakannya. Setiap gerakan dicari dan digambar sudutnya dengan menggunakan Autocad. Data sudut yang telah terkumpul akan dibandingkan dengan sudut gerakan operator pada saat pengoperasian traktor dengan referensi berupa tabel selang alami gerak yang diacu dalam Tri Novita (2012) untuk dipetakan distribusi resiko gerakan yang terjadi di setiap bagian tubuh. Selain melalui video, pengolahan data anthropometri juga diperlukan. Data
antropometri yang digunakan dapat menggunakan data pengukuran dimensi tubuh
satu operator secara langsung serta dapat juga menggunakan data antropometri sekunder. Pengukuran antropometri satu operator secara langsung digunakan sebagai diagnosis ataupun pembanding untuk melihat dimensi tubuh si operator tersebut termasuk dalam golongan percentil berapa dalam data antropometri sekunder petani di pulau Jawa. Pengolahan data anthropometri sekunder (berat badan, tinggi badan, dan umur) wilayah Jawa (Syuaib 2015) digunakan untuk menganalisis kesesuain operator dalam mengemudikan traktor roda dua beserta
trailer dan pengolahan data terkait dimensi traktor roda dua serta trailer.
Berikut ini merupakan hasil identifikasi capture video yang memliki gerkana di luar selang alami gerak, pengamatan ini terdapat beberapa elemen kerja yang akan diambil antara lain: gerakan traktor saat berjalan lurus, gerakan traktor saat belok <45° dan gerakan traktor saat belok lebih dari >45°.
13
a.
b.
c.
14
e.
f.
Keterangan gambar :
a. Pengoperasian Traktor Berjalan Lurus ; d. Manekin Belok 45°
b. Manekin Berjalan Lurus ; e. Prosedur Traktor Belok lebih dari 45°
c. Pengoperasian Traktor Belok 45° ; f. Manekin Belok lebih dari 45°
Gambar 7 Gerak kerja yang di luar selang gerak kerja
Posisi operator saat mengendarai yaitu duduk pada sisi depan trailer dengan kedua tangan berada di stang traktor roda dua untuk mengatur arah jalannya traktor. Elemen kerja yang diteliti saat traktor roda dua untuk transportasi ada tiga macam yaitu:
a. Gerakan lurus : gerakan ini menunjukkan bahwa trailer dengan traktor roda dua berjalan lurus dengan posisi operator yang duduk di bagian depan trailer serta kedua tangan berada di stang traktor roda dua. Pada posisi ini operator tidak mengalami fleksi pada leher. Sedangkan bagian punggung, lutut, bahu serta siku mengalami fleksi yang masih dalam zona aman berdasarkan tabel Selang Alami Gerak.
15
Gambar 8 Simulasi gerakan lurus (Tampak Atas)
b. Gerakan belok < 45° : gerakan ini menunjukan bahwa traktor roda dua mengalami belokan dengan sudut < 45° dan trailer mengikuti gerakan traktor tersebut. Pada posisi ini operator masih duduk di bagian depan tariler namun, hanya satu tangan yang memegang stang, salah satu contohnya yaitu saat traktor ingin belok ke kiri dengan sudut < 45°, maka tangan kiri memegang stang traktor bagian kanan, dan tangan kanan memegang bagian trailer untuk menjaga keseimbangan. Pada kaidah ergonomika gerakan tangan ini telah melewati area garis tengah tubuh sehingga gerakan ini tergolong berbahaya dimana gerakan ini dapat menyebabkan traktor terguling saat menggunakan kecepatan yang cukup tinggi serta pada saat berjalan di lahan yang bergelombang. Pada posisi ini terjadi fleksi pada bagian punggung dan bahu yang masuk pada zona waspada berdasarkan tabel Selang Alami Gerak.
16
c. Gerakan belok > 45° : gerakan ini menunjukan bahwa traktor roda dua
mengalami belokan dengan sudut > 45° dan trailer mengikuti gerakan traktor tersebut. Pada posisi ini operator cenderung menurunkan kakinya ke lahan/jalan dikarenakan radius putar yang terlalu besar sehingga tangan tidak mampu menjangkau saat posisi operator masih dalam posisi duduk di bagian depan trailer. Menurut kaidah ergonomika gerakan seperti ini sangat berbahaya atau sudah di luar area selang gerak kerja dikarenakan kaki operator dapat saja terlindas apabila laju traktor terlalu cepat ataupun saat kondisi jalan sedang menurun, hal ini tentu saja dapat mengakibatkan kecelakaan kerja yang dapat merugikan bagi operator sendiri ataupun orang lain yang ada di sekitarnya, sehingga untuk gerakan belok > 45° ini tidak dianjurkan untuk dilakukan karena memiliki dampak yang sangat besar.
Gambar 10 Simulasi belok > 45° (Tampak Atas)
Tahap Analisis Data
Tahap analisis data ini merupakan tahap setelah melakuakan proses pengolahan data, dimana data yang sudah diolah tersebut digunakan untuk mengetahui parameter beban kerja terhadap pengoperasian alat yang digunakan sebagai acuan perbaikan desain alat melalui tahapan sebagai berikut:
1. Range of Motion (ROM)
ROM merupakan selang gerak kerja dibuat dari informasi mengenai tingkat dan distribusi resiko gerakan setiap bagian tubuh operator. Rekaman video gerak operator dikonversi menjadi foto gerak pengoperasian traktor roda dua untuk transportasi. Kemudian foto pengoperasian traktor roda dua dan trailer dibagi menjadi 3 elemen kerja. Tahap selanjutnya setiap elemen kerja ditentukan selang gerak kerja manggunakan bantuan software
Autocad. Data selang kerja setiap elemen dianalisis dengan membagi
menjadi empat zona yaitu zona nyaman, zona aman, zona waspada, dan zona berbahaya. Penggunaan ROM ini untuk mencari kondisi paling tidak menguntungkan yang mungkin terjadi, sehingga tingkat resiko gerak tinggi dapat diminimalisir. Penggunaan ROM dapat dilihat pada Tabel 2.
17
2. Simulasi Posisi dan Gerak Kerja yang Aman
Simulasi posisi dan gerak kerja yang aman di buat dari informasi mengenai tingkat dan distribusi resiko gerakan setiap bagian tubuh operator, model manekin operator dan data dimensi traktor roda dua. Pembuatan simulasi ini ditentukan parameter-parameter yang mengatur 3 unsur utama yang berpengaruh dalam ergonomi yaitu pengguna (user), alat (traktor roda dua dan trailer) dan kondisi lahan. Simulasi ini dilakukan setelah sebelumnya melakukan analisis menggunakan SAG (selang alami gerak) / ROM (Range Of Motion). Pada simulasi ini akan dihasilkan model gerakan yang aman bagi operator saat mengendarai traktor untuk transportasi. Simulasi gerakan ini juga akan digunakan sebagai modal untuk membuat suatu desain stang traktor yang baru yang telah disesuaikan dengan dimensi tubuh operator di Indonesia agar dapat menciptkan gerakan yang aman/ meminimalisir kecelakaan kerja bagi operator.
Pembuatan model manekin digunakan untuk mempermudah melakukan simulasi gerakan si operator, pembuatan manekin ini berdasarkan data antropometri yang telah diukur secara langsung oleh satu operator traktor roda dua untuk percentil 50 serta menggunakan data sekunder untuk percentil 5 dan percentil 95 berdasarkan pada Tabel 1 sedangkan data antropometri secara pengukuran langsung dapat dilihat pada Tabel 3. Dimensi tubuh (antropometri) pada masing-masing percentil akan memperangaruhi hasil sudut gerak kerja dengan gerakan yang sama. Pembuatan model manekin ini menggunakan software Catia dimana gerakan yang akan di simulasikan berdasarkan hasil capture video pengoperasian traktor roda dua untuk transportasi. Penelitian ini traktor yang digunakan sebagai sample yaitu traktor roda dua merk Yanmar Bromo Dx, proses menggambar ulang traktor roda tersebut telah dilakukan berdasarkan dimensi traktor roda dua tersebut secara langsung, hal ini dilakukan untuk mempermudah proses simulasi gerakan menggunakan manekin.
Operator yang di analisis pertama kali masuk ke dalam perwakilan operator percentil 50 berdasarkan data pengukuran antropometri secara langsung. Sudut kerja yang dihasilkan operator ini saat mengoperasikan traktor secara tiga macam gerakan, selanjutnya akan dianalisis terlebih dahulu menggunakan Tabel ROM/ SAG (Tabel 2) dimana terdapat empat zona yaitu zona nyaman (zona 0), zona aman (zona 1), zona waspada (zona 2), dan zona berbahaya (3). Pada tahap ini bagian tubuh operator yang termasuk kedalam zona berbahaya akan diubah ke dalam zona aman, hal ini dilakukan untuk meminimalisir kecelakaan ataupun tingkat kelelahan pada operator saat mengemudikan traktor roda dua. Pembuatan simulasi menggunakan model manekin ini di awali dengan membuat simulasi sesuai gerakan asli si operator berdasarkan hasil capture video, lalu setelah itu baru di buat simulasi model gerakan yang aman terhadap tiga percentil menggunakan acuan data tabel ROM untuk menghasilkan sudut gerak yang aman untuk gerakan lurus dan belok < 45º.
Parameter antropometri yang digunakan untuk analisis gerak pada penelitian ini yaitu body weight, sitting eye height, hip breadth, upper-arm
18
dilakukan dengan cara memasukkan data antropometri yang telah di dapat berdasarkan secara langsung ataupun menggunakan data antropometri sekunder. Posisi yang digunakan saat menginput data antropometri yaitu posisi manekin saat duduk, hal ini dikarenakan operator yang akan di analisis gerak kerja merupakan operator saat mengendarai traktor untuk transportasi dalam posisi gerakan lurus dan gerakan belok < 45°. Proses pembuatan model manekin dapat dilihat pada Gambar 11 dan pengukuran antropometri operator traktor dapat dilihat pada Lampiran 6.
Gambar 11 Proses Pembuatan model manekin
a.
19
Keterangan gambar :
a. Simulasi Traktor Berjalan Lurus Awal b. Simulasi Traktor Berjalan Lurus Perbaikan
Gambar 12 Simulasi pengoperasian traktor awal
a.
b.
Keterangan gambar :
a. Simulasi Traktor Belok < 45° Awal
b. Simulasi Traktor Belok <45° Perbaikan
Gambar 13 Simulasi perbaikan sudut gerak operator 3. Rapid Upper Limb Assesment (RULA)
RULA merupakan metode ergonomika yang digunakan untuk memprediksi tingkat resiko kerja, metode ini dikelompokkan menjadi dua bagian.Bagian pertama (Skor A) terdiri dari bagian bahu, siku terhadap lengan tangan, dan pergelangan tangan. Bagian kedua (Skor B) terdiri dari bagian leher, punggung, dan lutut. Setelah mendapatkan skor pada dua bagian, langkah selanjutnya yaitu mengakumulasikan kedua skor tersebut ke Skor C dimana nilai tersebut telah ditambahkan dengan faktor aktivitas kerja pada operator, misal seperti beban kerja yang di dapat oleh operator, serta gerakan tangan yang terkadang melewati garis tengah tubuh. Penilaian Skor RULA ini digunakan untuk pembanding terhadap selang gerak yang telah dihasilkan menggunakan ROM.
Analisis ini merupakan tahap yang digunakan sebagai perbandingan terkait skor yang ditunjukkan pada RULA apakah berbanding lurus dengan analisis
20
sudut kerja menggunakan ROM atau hasilnya berlawanan. Metode RULA ini dikelompokkan menjadi dua bagian.Bagian pertama (Skor A) terdiri dari bagian bahu, siku terhadap lengan tangan, dan pergelangan tangan. Bagian kedua (Skor B) terdiri dari bagian leher, punggung, dan lutut. Setelah mendapatkan skor pada dua bagian, langkah selanjutnya yaitu mengakumulasikan kedua skor tersebut ke Skor C dimana nilai tersebut telah ditambahkan dengan faktor aktivitas kerja pada operator. Skor RULA berdasarkan data sudut gerak awal ataupun sudut gerak aman/ yang telah diperbaiki dapat dilihat pada Tabel 6 (gerakan lurus) dan Tabel 7 (gerakan belok < 45º).
Tahap Desain Konseptual
Tahapan ini mencakup melakukan alternatif-alternatif desain berdasarkan kriteria desain yang telah dianaliasis melalui pendekatan ergonomika. Pada tahap ini juga akan dilakukan rekayasa prosedur/cara kerja pengoperasian traktor roda dua dan trailer. Kriteria/ target desain stang kemudi yang baru ini yaitu stang yang masih nyaman dan aman saat melakukan gerakan belok < 45º serta dapat mampu menahan beban kerja dengan baik dan juga ukurannya yang ergonomis sehingga membuat operator nyaman saat menggunakannya. Kriteria pembuatan konsep desain dilakukan dengan menganalisis gerak tubuh operator saat mengendarai traktor dengan tiga macam gerakan, melalui data antropometri petani di pulau Jawa serta analisis ROM sehingga di dapatkan sudut gerak awal operator pada tiap gerakan, sehingga dapat terlihat tiap gerakan tersebut masuk kedalam zona nyaman, aman, waspada atau berbahaya. yang aman bagi ketiga pengoperasian (gerak lurus, gerak belok < 45º, serta belok > 45º) dan ketiga ukuran tubuh manusia (percentl 5, percentil 50, dan percentil 95). Berdasarkan data sudut gerak awal maka dapat dilakukan perubahan nilai sudut pada tiap gerakan yang masuk dalam zona waspada (zona 2), di perbaiki nilaisudut geraknya agar masuk ke dalam zona aman (zona 1) berdasarkan analisis ROM. Data sudut gerak inilah yang akan di gunakan sebagai acuan/ kriterian dalam menentukan perubahan dimensi panjang, lebar, dan tinggi stang serta data antropometri tiap percentil dapat pula digunakan sebaai acuan untuk melakukan perubahan dimensi panjang dan lebar pijakan kaki serta tempat duduk operator yang baru. Konsep desain stang kemudi yang ditawarkan yaitu:
Stang kemudi yang tetap (fix), yaitu stang kemudi seperti yang ada selama ini, dimana ukuran panjang, tinggi, lebar, dan sudut kemudi dibuat tetap untuk ketiga jenis pengoperasian yang mengacu pada Selang Gerak Alami (SAG) operator lokal. Hal ini di karenakan desain fix memiliki nilai kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan stang yang adjustable, berdasarkan analisis tabel ROM diperlukan desain stang yang harus lebih tinggi dan lebih sempit untuk mendapatkan sudut gerak kerja yang aman untuk operator untuk mengurangi/ menghindari kelelahan/ kecelakaan kerja. Skor RULA dapat digunakan sebagi evaluasi terhadap desain stang kemudi yang baru, skor RULA yang rendah menunjukan bahwa stang kemudi tersebut optimum untuk digunakan, perhitungan skor RULA dapat dilihat pada Lampiran 4.
21