8
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Proses Perancangan
Salah satu ciri dari aktivitas perancangan adalah bahwa selalu dimulai dari akhir dan berakhir di awal, artinya bahwa fokus dari semua aktivitas perancangan adalah titik akhir ( deskripsi produk ). Perancangan sistem produksi diawali dengan merancang produk yang akan diproduksi. Merancang produk atau desain produk merupakan prasyarat untuk produksi. Hasil keputusan desain produk selanjutkan ditransmisikan ke operasi sebagai spesifikasi produksi, dan spesifikasi produksi merumuskan karakteristik produk dan memungkinkan pelaksanaan produksi. Desain produk merupakan hal yang sangat penting bagi kelangsungan hidup perusahaan. Berbagai desain produk baru diciptakan karena orang percaya bahwa ada kebutuhan akan produk tersebut.
Kemajuan teknologi berdampak pada desain – desain produk yang secara terus menerus mengalami perkembangan pesat. Sebagian besar perusahaan secara kontinyu melakukan perubahan, perbaikan, dan pengembangan terhadap produk – produk lama yang telah usang dan ketinggalan jaman. Dalam hal ini dibutuhkan
perancangan produk yang mempunyai kepekaan dan ide – ide baru yang dapat terus dikembangkan.
2.1.1. Fase – fase dalam Proses Perancangan Produk
Menurut Rosnani Ginting ( 2010 ), perancangan produk itu sendiri terdiri dari serangkaian kegiatan yang berurutan, karena itu perancangan kemudian disebut sebagai proses perancangan yang mencakup seluruh kegiatan yang terdapat pada perancangan tersebut. Kegiatan – kegiatan dalam proses disebut fase. Fase – fase dalam proses perancangan berbeda satu dengan yang lain. Langkah perancangan produk meliputi:
a. Fase informasi
Fase ini bertujuan untuk memahami seluruh aspek yang berkaitan dengan produk yang hendak dikembangkandengan cara mengumpulkan informasi - informasi yang dibutuhkan anntara lain:
- Gambar produk awal dan spesifikasi
- Kriteria keinginan konsumen terhadap produk - Kriteria kepentingan relatif konsumen
- Kriteria manufaktur yang mencakup diagram mekanisme pembuatan dan struktur fungsi
- Kriteria buying
b. Fase kreatif
Fase ini bertujuan untuk menampilkan alternatif yang dapat memenuhi fungsi yang dibutuhkan.
c. Fase analisa
Fase ini bertujuan untuk menganalisa alternatif – alternatif yang dihasilkan pada fase kreatif dan memberikan rekomendasiterhasap alternatif – alternatif terbaik.
d. Fase pengembangan
Fase ini bertujuan memilih salah satu alternatif tunggal dari beberapa alternatif yang ada yang merupakan alternatif terbaik dan merupakan output dari fase analisa. Data – data dari alternatif yang terpilih :
- Alternatif terpilih
- Gambar produk terpilih dan spesifikasinya e. Fase presentasi
Fase ini bertujuan untuk mengkonsumsikan secara baik dan menarik terhadap hasil pengembangan produk
2.2 Proses Perancangan Produk
Pokok - pokok dalam proses perancangan produk dapat dijelaskan sebagai berikut. Konsep perancangan merupakan tahap awal dari proses produksi yang berkaitan dengan pengembangan ide – ide. Ide- ide yang ada dapat dikembangkan dari pasar atau teknologi, hanya saja tidak semua ide tersebut dapat
dikembangkanmenjadi suatu produk baru. Ide – ide untuk mengembangkan suatu produk dapat dikembangkan bila memenuhi beberapa pengujian atau analisis, antara lain potensi pasar, kelayakan dari segi keuangan, dan kesesuaian operasi. Jika konsep perancangan disetujui maka selanjutnya dilakukan perancangan sebuah prototipe yang kemudian dilanjutkan dengan pembuatan prototipe dan proses pengembangannya. Prototipe merupakan bentuk tiruan yang menyerupai produk akhirnya. Prototipe yang dibuat kemudian dilakukan pengujian baik pengujian pasar maupun pengujian terhadap penampilan teknis produk. Jika pengujian telah memenuhi syarat selanjutnya dilakukan produksi awal dan perancangan alat termasuk penginstalan peralatan tersebut. pada tahap ini, sesuai dengan pengujian prototipe perubahan – perubahan tertentu dapat digabungkan menjadi rancangan akhir.
Gambar 2.1 adalah langkah – langkah didalam perancangan yang diawali dengan konsep perancangan produk sampai material siap dilakukan produksi. Jika pengujian awal terhadap prototipe memenuhi syarat, tahap selanjutnya melakukan produksi awal dan perancangan alat termasuk penginstalan peralatan tersebut. Setelah semua memenuhi syarat maka perancangan dapat diluncurkan ke bagian produksi.
Gambar 2.1
Hubungan Perancangan Manufaktur Design concept
Prototype concept
Prototype Build Process
Development
Preliminary design review & release
Tool Design & Build Pre Production Build
Design review & release Production unit Product Engineering Manufacturing Engineering Production
2.3 Pengembangan Teknologi
Pada era globalisasi peran ilmu pengetahuan dan teknologi dalam dunia industri sangat besar. Persaingan yang semakin ketat dalam bidang perdagangan, industri, dan pendidikan harus diantisipasi dengan mempersiapkan sumber daya manusia yang unggul dan melakukan inovasi metode rekayasa melalui integritas dan penggunaan sejumlah elemen teknologi. Diantara eleman teknologi tersebut adalah digital pendukung rekayasa dan pengembangan produk seperti Computer Aided Design ( CAD ), Computer Aided Manufactirng ( CAM ), Computer Aided Engineering ( CAE ), dan sebagainya. Perkembangan aplikasi teknologi CAD/CAM di industri semakin pesat sejalan tuntutan dunia industri pada hardware dan software untuk menghasilkan suatu produk dengan waktu siklus rancangan yang semakin pendek. Dengan menggunakan komputer yang berkemampuan grafis akan membantu bagian perancangan produk untuk memvisualisasikan dan mampu melakukan uji dengan cara yang fleksibel. Proses perancangan dengan bantuan komputer ( CAD ), memungkinkan perusahaan mempercepat desain produk dan membuatnya dapat diproduksi lebih awal. Dalam sistem CAD obyek dimodelkan dalam bentuk matematis sehingga rancangan obyek dapat disimpan, ditampilkan, dan dimanipulasi oleh komputer sebagai dataelektronik. Teknologi ini memberikan proses produksi yang fleksibel sehingga modifikasi dapat dengan mudah dibuat. Hal yang biasa terjadi berkaitan dengan pengembangan teknologi adalah adanya ketidaksesuaian antara desain produk dan operasi. Ketidaksesuaian teknologi terjadi bila produk yang dirancang oleh begian penelitian dan pengembangan tidak dapat dibuat oleh bagian operasi.
Hal ini dapat terjadi karena kemungkinan teknologi yang digunakan merupakan hal yang baru sehingga belum dimengerti dengan baik oleh bagian operasi. Sebaliknya operasi juga dapat memiliki infrastruktur yang tidak sesuai dengan produk baru karena menyangkut keterampilan tenaga kerja, sistem pengendali, jaminan kualitas, dan sebagainya. Sebagai jawaban dalam pengembangan teknologi maka perlu adanya pendekatan serempak antara bagian penelitian dan pengembangan, operasi dan pemasaran.
2.4 Proses Pengembangan Produk Baru
Dalam kondisi persaingan modern, perusahaan yang tidak melakukan usaha inovasi akan menghadapi resiko yang lebih besar untuk kehilangan pasarnya. Konsumen dan industri pemakai selalu menginginkan produk baru dan produk lebih baik yang dapat meningkatkan pemenuhan kepuasan mereka. Proses pengembangan produk baru terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut:
1. Pancarian gagasan
Pencarian gagasan dapat dilakukan melalui pasar atau teknologi, observasi dari produk – produk sekarang, pesaing, dan lain – lain. 2. Seleksi produk
Seleksi produk dilakukan untuk menganalisis sebelum menjadi desain pendahuluan dengan melihat pada potensi pasar yang ada, kelayakan finansial, dan kesesuaian operasi.
3. Desain produk pendahulu
Pengembangan beberapa alternatif desain yang memenuhi ciri – ciri konseptual produk terpilih, misalnya: model, ukuran, kapasitas penyimpanan, dan lain- lain.
4. Pengujian
Pengujian terhadap prototipe yang ditujukan pada pengujian pasar dan kemampuan teknikal produk.
5. Desain akhir
Dalam tahap ini spesifikasi produk dan komponen serta gambar perakitan disusun, yang memberikan basis bagi proses produksinya.
Proses pengembangan produk baru dapat digambarkan seperti pada gambar berikut:
Gambar 2.2
Proses Pengembangan Produk Baru
\ Pencarian gagasan Seleksi produk Desain produk pendahuluan Pengujian
Desain produk akhri
Produksi produk baru (barang atau jasa)
Desain produk pendahuluan
Desain produk akhir
Perencanaan kapasitas perencanaan produksi scheduling
Pelanggan Teknologi
2.5 Ergonomi
2.5.1. Sejarah dan Perkembangan Ergonomi
Pada zaman dahulu ketika masih hidup dalam lingkungan alam asli, kehidupan manusia sangat bergantung pada kegiatan tangannya. Alat-alat, perlengkapan-perlengkapan, atau rumah-rumah sederhana, dibuat hanya sekedar untuk mengurangi ganasnya alam pada saat itu.
Perubahan waktu, walaupun secara perlahan-lahan, telah merubah manusia dari keadaan primitif menjadi manusia yang berbudaya. Kejadian ini antara lain terlihat pada perubahan rancangan peralatan yang dipakai, yaitu mulai dari batu yang tidak berbentuk menjadi batu yang mulai berbentuk dengan meruncingkan beberapa bagian dari batu tersebut. Perubahan pada alat sederhana ini, menunjukkan bahwa manusia sejak awal kebudayaannya berusaha memperbaiki alat-alat yang dipakainya untuk memudahkan pemakaiannya. Hal in terlihat lagi pada alat-alat batu runcing yang bagian atasnya dipahat bulat tepat sebesar genggaman sehingga lebih memudahkan dan menggerakkan alat tersebut dalam pemakaiannya.
Banyak lagi perbuatan-perbuatan manusia yang serupa dengan itu dari abad ke abad. Namun hal tersebut berlangsung secara apa adanya, tidak teratur dan tidak terarah, bahkan kadang-kadang secara kebetulan. Baru di abad ke-20 ini orang mulai mensistematisasikan cara-cara perbaikan tersebut dan secara khusus mengembangkannya. Usaha-usaha ini berkembang terus dan sekarang dikenal sebagai salah satu cabang ilmu yang disebut ergonomi. Istilah untuk ilmu ini berbeda di beberapa negara, sebagai contoh, di negara-negara Skandinavia disebut
“Bioteknologi”, “Arbeltswissenschaft” di Jerman, “Human Engineering”, “Human Factor Engineering” di negara-negara Amerika bagian utara. Pada dasarnya, Ergonomi ialah suatu cabang ilmu yang sistematis untuk memanfaatkan informasi-informasi mengenai sifat, kemampuan, dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem kerja sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, yaitu mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu, dengan efektif, aman, dan nyaman.
Untuk mencapai keadaan di atas, ternyata memerlukan waktu yang cukup panjang. Pada mulanya, ergonomi banyak dikuasai oleh para ahli psikologi, dimana pada saat itu pemilihan operator merupakan hal yang paling diutamakan. Tetapi ternyata walaupun kita mendapatkan para operator yang berprestasi dan mempunyai keahlian tinggi, lambat alun terbukti hasil akhir secara keseluruhan ternyata kurang memuaskan. Hal ini terbukti pada saat perang dunia II. Pesawat terbang, senjata dan peralatan lainnya, yang dibuat secara otomatis, menjadi tidak begitu ampuh kegunaannya, disebabkan tidak lain karena operator tidak mampu menguasai operasi yang kompleks dari alat tersebut. Sejarah perang banyak menunjukkan bahwa selama perang berlangsung banyak dijumpai bom-bom dan peluru-peluru yang tidak mengenai sasaran. Hancurnya pesawat-pesawat terbang, kapal-kapal, dan persenjataan-persenjataan lainnya semata karena alat-alat tersebut dirancang tanpat memperhatikan kemampuan dan keterbatasan manusia sebagai operatornya.
Baru setelah perang dunia II, para ahli menyadari bahwa untuk merancang suatu sistem kerja, kita harus bisa mengintegrasikan elemen-elemen yang
membentuk sistem kerja tersebut. Manusia, yang merupakan salah satu komponen sistem kerja, perlu mendapatkan perhatian khusus karena sifatnya yang kompleks. Ergonomi, yang merupakan ilmu tersendiri yang mempelajari karakteristik dan tingkah laku manusia, pada mulanya menerapkan informasi ini untuk mengembangkan peralatan militer. Hal ini disebabkan karena pada mulanya ergonomi berkembang di dunia kemiliteran. Sekarang para ahli ergonomi sudah memperluas perhatiannya ke bidang sipil, diantaranya perancangan jalan raya, fasilitas-fasilitas kesehatan, perumahan dan arsitektur, pengendalian polusi, lapangan terbang, dan fasilitas-fasilitas lainnya yang banyak berhubungan dengan manusia.
Istilah “Ergonomi” berasal dari bahasa latin yaitu ERGON (kerja) dan NOMOS (hukum alam) dan dapat didefinisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen, dan desain/perancangan. Di dalam ergonomi dibutuhkan studi tentang sistem dimana manusia, fasilitas kerja dan lingkungannya saling berinteraksi dengan tujuan utama yaitu menyesuaikan suasana kerja dengan manusianya.
Oleh Eko Nurmianto (1998), istilah ergonomi didefinisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatami, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen, dan desain perancangan. Oleh Sritomo Wignjosoebroto (1995) istilah ergonomi didefinisikan sebagai disiplin keilmuan yang mempelajari manusia dalam kaitannya sebagai pekerjaannya.
Menurut Iftikar Z. Sutalaksana, Ruhana Anggawisastra, dan John Tjakraatmadja: Ergonomi adalah cabang ilmu yang sistematis memanfaatkan informasi-informasi mengenai sifat, kemampuan, keterbatasan manusia dalam merancang suatu sistem kerja sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, yaitu mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu dengan efektif, aman, dan nyaman.
Tiga hal yang penting dalam mempelajari ergonomi, antara lain:
1. Ergonomi menitikberatkan manusia. Ini diterapkan pada manusia dan fokus ergonomi pada manusia merupakan hal yang utama bukan pada mesin atau peralatan. Ergonomi ini hanya cocok bagi mereka yang ingin mengembangkan sistem kerja.
2. Ergonomi membutuhkan bangunan sistem kerja yang terkait dengan pengguna. Hal ini bahwa mesin dan peralatan yang merupakan fasilitas kerja harus disesuaikan dengan performansi manusia.
3. Ergonomi menitikberatkan pada perbaikan sistem kerja. Suatu perbaikan proses harus disesuaikan dengan perbedaan kemampuan dan kelemahan setiap individu, hal ini harus dirumuskan dengan cara diukur baik secara kualitatif maupun kuantitatif dalam jangka waktu tertentu.
Adapun tujuan ergonomi yaitu :
1. Untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi dari pekerjaan dan aktivitas yang dilakukan, termasuk di dalamnya adalah peningkatan kegunaan, mengurangi kesalahan, dan meningkatkan produktivitasnya.
2. Untuk mempertinggi sejumlah nilai-nilai unsur manusia termasuk memperbaiki keselamatan kerja, mengurangi kelelahan dan ketegangan, meningkatkan kenyamanan dan kepuasan kerja, dan memperbaiki mutu kehidupan.
Prinsip penting yang harus selalu digunakan adalah “fitting job to the man rather the man to the job”, yang berarti pekerjaan haruslah disesuaikan agar berada pada jangkauan kemampuan serta keterbatasan manusia. Dengan prinsip tersebut, maka suatu sistem kerja dirancang sesuai dengan faktor manusianya, dimana dimensi dan fungsi dari sistem tersebut mengikuti karakteristik manusia yang akan mempergunakan sistem kerja tersebut.
Tujuan ergonomi adalah untuk meningkatkan produktivitas tenaga kerja pada suatu institusi atau organisasi. Hal ini dapat tercapai apabila terjadi suatu kesesuaian antara pekerja dengan pekerjaannya. Banyak yang menyimpulkan bahwa tenaga kerja harus dimotivasi dan kebutuhannya terpenuhi.
Dengan demikian akan menurunkan jumlah karyawan yang tidak masuk kerja. Pendekatan ergonomi mencoba untuk mencapai kebaikan bagi pekerja dan pimpinan institusi. Hal itu dapat tercapai dengan cara memperhatikan empat tujuan utama ergonomi, antara lain :
1. Memaksimalkan efisiensi karyawan
2. Memperbaiki kesehatan dan keselamatan kerja
3. Menganjurkan agar bekerja aman, nyaman dan bersemangat 4. Memaksimalkan performansi kerja yang meyakinkan
Pentingnya ergonomi dapat dijelaskan sebagai berikut. Pada suatu masyarakat sosial, seseorang dapat beradaptasi dalam berbagai perubahan situasi, ini dapat menjadi pertimbangan seseorang yang cerdas untuk mencapai kesuksesan. Adaptasi merupakan salah satu karakteristik yang dimiliki manusia. Mereka dapat beradaptasi dengan organisasi industri, proses produksi alat-alat mesin, bahkan juga dapat beradaptasi dengan peralatan dan fasilitas yang kurang baik. Sebagai contoh, seorang tenaga kerja pabrik yang bekerja di ruangan terbuka dengan perlengkapan yang kurang. Mereka tetap bekerja dan tidak banyak menuntut meskipun tidak ada ventilasi, panas, dan tertekan karena lingkungan iklim kerja yang berada di bawah standar. Mereka sebagai operator mesin dan bertugas mengendalikan alat kontrol yang harus didengar terletak di luar gedung. Mereka harus dapat mendengan alarm jika bunyi, padahal situasi lingkungannya sangat bising. Konsekuensi sistem kerja seperti itu adalah kondisi tubuh menjadi kurang optimal, tidak efisien, kualitas rendah, dan seseorang bisa mengalami gangguan kesehatan seperti nyeri pinggang, gangguan otot rangka, dan penurunan daya dengar. Oleh karena itu, ergonomi menjadi penting, karena pendekatan ergonomi adalah membuat keserasian yang baik antara manusia dengan mesin dan lingkungan.
2.5.2. Manusia Sebagai Komponen Sistem Manusia-Mesin
Yang dimaksud sistem manusia-mesin di sini ialah kombinasi antara satu atau beberapa manusia dengan satu atau beberapa mesin dimana salah satu mesin dengan yang lainnya saling berinteraksi untuk menghasilkan output-output
berdasarkan input-input yang ada. Yang dimaksud dengan mesin dalam hal ini adalah mencakup semua objek fisik seperti peralatan, perlengkapan, fasilitas, dan benda-benda yang bisa digunakan oleh manusia dalam melaksanakan kegiatannya.
Kalau kita perhatikan lingkungan sekitar kita, maka akan ditemukan objek-objek fisik buatan manusia, seperti meja, kursi, tempat tidur, ball point dan sebagainya. Kursi tempat duduk misalnya, mempunyai kegunaan yang optimal bagi manusia, apabila perancangannya memperhatikan sistem manusia-kursi. Artinya ukuran-ukuran dari kursi tersebut harus memperlihatkan ukuran-ukuran-ukuran-ukuran manusia yang menggunakannya, dan bentuk atau tipe dari kursi tersebut harus memperhatikan tujuan pemakainya. Jelas disini, bahwa untuk bisa merancang sistem kerja yang baik, kita harus menyeimbangkan fungsi manusia sebagai pihak yang aktif dengan fungsi objek yang dibuatnya sebagai pihak yang pasif.
Baik manusia maupun mesin mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing namun kelebihan dan kekurangan itu bisa saling melengkapi dan hal itu merupakan tugas para perancang untuk menyeimbangkannya. Kelebihan utama dari manusia dibandingkan mesin ialah sifatnya yang mudah menyesuaikan diri dengan lingkungan. Manusia bisa berubah peranannya dengan cepat dan teratur, sehingga memungkinkan untuk bekerja dalam kondisi bagaimanapun. Tetapi sifat yang berubah-ubah dari manusia ini juga menunjukkan kelemahannya; cara menghadapi suatu masalah yang sedang dihadapi sekarang mungkin belum tentu sama dengan cara yang mungkin dilakukan di kemudian hari. Keadaan ini akan menimbulkan ketidakmenentuan jalannya suatu sistem.
Dengan kata lain, secara keseluruhan, sistem manusia-mesin dipengaruhi oleh kemampuan dan keterbatasan manusia.
Sehingga dengan mempelajari bahwa manusia sebagai salah satu komponen sistem manusia-mesin, diharapkan akan bisa meletakkan fungsi manusia dengan segala kemampuan dan keterbatasannya, dalam hubungan untuk merancang sistem manusia-mesin yang terdiri dari manusia, peralatan dan lingkungan kerja sedemikian rupa sehingga memberikan hasil akhir secara keseluruhan yang optimal.
Pada saat ini telah banyak peralatan dibuat disesuaikan dengan ukuran tubuh manusia. Kenyamanan ataupun ketidaknyamanan menggunakan alat tergantung dari kesesuaian ukuran alat dengan ukuran manusia. Apabila ukuran alat tersebut tidak disesuaikan ukuran manusia pengguna alat tersebut pada jangka waktu tertentu akan mengakibatkan stress tubuh. Stres tubuh antara lain bisa berupa tidak nyaman, lelah, nyeri, pusing, dan lain-lain.
Di atas sudah dikatakan bahwa untuk bisa menerapkan ergonomi, perlu informasi yang lengkap mengenai kemampuan manusia dengan segala keterbatasannya. Salah satu usaha untuk mendapatkan informasi-informasi ini, telah banyak dilakukan penyelidikan-penyelidikan, antara lain:
a. Penyelidikan tentang display
Yang dimaksud dengan display adalah bagian dari lingkungan yang mengkomunikasikan keadaannya pada manusia. Sebagai contoh, speedometer pada sepeda motor atau mobil yang kita kendarai, menunjukkan berapa kecepatan yang sedang kita tempuh.
b. Penyelidikan mengenai hasil kerja manusia dan proses pengendaliannya Penyelidikan ini berisi mengenai aktifitas-aktifitas manusia ketika bekerja dan kemudian mempelajari cara mengukur dari setiap aktifitas tersebut; dimana penyelidikan ini banyak berhubungan dengan biomekanik.
c. Penyelidikan mengenai tempat kerja
Agar diperoleh tempat kerja yang baik, dalam arti kata sesuai dengan kemampuan dan keterbatasan manusia, maka ukuran-ukuran dari tempat kerja tersebut harus sesuai dengan tubuh manusia. Hal-hal yang bersangkutan dengan tubuh manusia ini dipelajari dalam antropometri.
d. Penyelidikan mengenai lingkungan fisik
Yang dimaksud dengan lingkungan fisik di sini meliputi ruangan dan fasilitas-fasilitas yang biasa digunakan oleh manusia, serta kondisi lingkungan kerja, yang banyak mempengaruhi tingkah laku manusia
2.5.3. Tempat Kerja Yang Sesuai Dengan Manusia
Lingkungan fisik disini berarti semua keadaan yang terdapat di sekitar tempat kerja, yang akan mempengaruhi pada pekerja tersebut baik secara langsung ataupun tidak langsung.
Secara umum lingkungan fisik bisa terjadi dalam dua kategori, yaitu lingkungan yang langsung berhubungan dengan pekerja tersebut (seperti stasiun kerja, meja, kursi, dan lain sebagainya) dan lingkungan perantara atau lingkungan umum (seperti rumah, kantor, pabrik, dan lain-lain). Lingkungan perantara dapat juga disebut lingkungan kerja yang mempengaruhi kondisi manusia misalnya
temperatur, kelembaban, sirkulasi udara, pencahayaan, kebisingan, getaran mekanis, bau-bauan, warna, dan lain-lain.
Untuk bisa meminimalkan pengaruh lingkungan fisik terhadap pekerja, maka langkah pertama kita harus mempelajari manusia baik mengenai sifat dan tingkah laku maupun mengenai keadaan fisiknya, yang akan digunakan sebagai dasar untuk merangsang lingkungan fisik tersebut.
Khusus untuk merangsang lingkungan fisik yang langsung berhubungan dengan pekerja, pertama-tama kita mempelajari apa yang disebut biomekanik dan antropometri. Biomekanik dan antropometri merupakan dua cabang ilmu yang mempunyai sasaran penyelidikan yang sama, yaitu manusia, namun kedua cabang ilmu tersebut meninjau dua segi yang berbeda. Biomekanik mempelajari manusia dari segi-segi kemampuannya seperti kekuatan, daya tahan, kecepatan dan ketelitian, sedangkan antropometri menyelidiki manusia dari segi keadaan dan ciri-ciri fisiknya seperti dimensi linear, volume dan berat.
Tujuan pendekatan ergonomi dalam perancangan tempat kerja adalah agar terjadi keserasian antara manusia dengan sistem kerja atau dapat dikatakan bahwa desain sistem kerja harus menjadikan tenaga kerja dapat bekerja secara layak. Ini memerlukan keahlian desain alat dan perlengkapan, penataan ruang kerja, penataan organisasi kerja sehingga tenaga kerja dapat bekerja dengan baik dan efisien.
Tenaga kerja akan bekerja secara terus menerus pada setiap hari kerja di tempat kerja tersebut. Oleh karena itu perancangan tempat kerja menjadi penting, karena berhasil tidaknya penyelesaian suatu pekerjaan ditentukan oleh
keoptimalan tenaga kerja. Diane (2004) memberikan 12 prinsip ergonomi dalam perancangan tempat kerja agar efisien, antara lain:
1. Pastikan semua benda yang ada mudah digunakan 2. Bekerja dengan ketepatan yang tinggi
3. Hindarkan ekses kerja terulang-ulang 4. Postur kerja harus baik
5. Hindarkan atau kurangi dari paparan getaran 6. Minimkan kelelahan dan ketegangan otot 7. Minimkan dari tekanan secara langsung 8. Peralatan dalam ruang kerja dapat distel 9. Perlengkapan kerja harus standar 10. Perbaiki organisasi kerja
11. Perbaiki desain tempat kerja
12. Berilah latihan, bila bekerja masih belum baik.
Antropometri berhubungan dengan pengukuran keadaan dan ciri-ciri fisik manusia, dan untuk ini terdapat dua cara melakukan pengukuran yaitu:
Antropometri Statis
Pengukuran ini dilakukan pada tubuh manusia yang berada dalam keadaan diam.
Dimensi yang diukur pada antropometri statis diambil secara lancar linear dan dilakukan pada permukaan tubuh. Agar hasil representatif, maka pengukuran harus dilakukan dengan metode tertentu terhadap berbagai individu, dan tubuh
harus dalam keadaan diam. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi dimensi tubuh manusia, diantaranya:
Umur
Ukuran tubuh manusia akan berkembang dari saat lahir sampai kira-kira umur 20 tahun untuk pria dan 17 tahun untuk wanita. Kemudian ukuran tubuh manusia akan berkurang setelah umur 60 tahun.
Jenis kelamin
Pada umumnya pria akan memiliki dimensi tubuh yang lebih besar kecuali dada dan pinggul.
Suku bangsa
Variasi dimensi akan terjadi karena pengaruh etnis. Jenis pekerjaan
Jenis pekerjaan juga akan menyebabkan perbedaan ukuran tubuh manusia. Antropometri Dinamis
Pengukuran ini dilakukan pada dimensi tubuh dalam berbagai posisi tubuh yang sedang bergerak, sehingga lebih kompleks dan lebih sulit diukur.
Terdapat tiga kelas pengukuran dinamis yaitu:
Pengukuran tingkat keterampilan sebagai pendekatan untuk mengerti keadaan mekanis dari suatu aktivitas.
Contoh : dalam mempelajari performansi atlet.
Pengukuran jangkauan ruang yang dibutuhkan saat bekerja.
Contoh : jangkauan gerakan tangan dan kaki efektif pada saat bekerja dalam keadaan duduk dan berdiri.
Pengukuran variabilitas kerja.
Contoh : Analisis kinematika dan kemampuan jari-jari tangan seorang juru ketik.
Di bawah ini dikemukakan beberapa prinsip ergonomi sebagai pegangan:
1. Sikap tubuh dalam pekerjaan sangat dipengaruhi oleh bentuk, susunan, ukuran, dan penempatan mesin-mesin, penempatan alat-alat petunjuk, cara-cara harus melayani mesin (macam, gerak, arah, dan kekuatan).
2. Untuk normalisasi ukuran mesin dan alat-alat industri, harus diambil ukuran terbesar bagi dasar serta diatur dengan suatu cara, sehingga ukuran tersebut dapat dikecilkan dan dapat dilayani oleh tenaga kerja yang lebih kecil. Contohnya antara lain adalah kursi yang dapat dinaik-turunkan, tempat duduk yang dapat diatur maju atau mundur, dan lain-lain.
3. Ukuran-ukuran antropometri terpenting sebagai dasar ukuran-ukuran dan penempatan alat-alat industri.
Berdiri :
a. Tinggi badan berdiri, b. Tinggi bahu, c. Tinggi siku, d. Tinggi pinggul, e. Depa f. Panjang lengan Duduk : a. Tinggi duduk,
b. Panjang lengan atas,
c. Panjang lengan bawah dan tangan, d. Jarak lekuk lutut-garis punggung e. Jarak lekuk lutut-telapak
4. Ukuran-ukuran kerja
a. Pada pekerjaan tangan yang dilakukan berdiri, tinggi kerja sebaiknya 5-10 cm di bawah siku.
b. Apabila bekerja berdiri dengan pekerjaan di atas meja dan jika dataran tinggi siku disebut O maka hendaknya dataran kerja:
i. Untuk pekerjaan memerlukan ketelitian Æ 0 + (5-10) cm ii. Untuk pekerjaan ringan Æ 0 – (5-10) cm
iii. Untuk bekerja berat, atau perlu mengangkat barang berat yang memerlukan otot punggung Æ 0 – (10-20) cm
5. Dari sudut otot, sikap duduk yang paling baik adalah sedikit membungkuk. Sedangkan dari sudut tulang, dinasehatkan duduk tegak, agar punggung tidak bungkuk dan otot perut tidak lemas. Maka dianjurkan pemilihan sikap duduk yang tegak diselingi istirahat sedikit membungkuk.
6. Tempat duduk yang baik memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
a. Tinggi dataran duduk yang dapat diatur dengan papan kaki yang sesuai dengan tinggi lutut, sedangkan paha dalam keadaan datar.
b. Papan tolak punggung yang tingginya dapat diatur dan menekan pada punggung.
7. Pekerjaan berdiri sedapat mungkin diubah menjadi pekerjaan duduk. Jika hal itu tidak mungkin, kepada pekerja diberi tempat dan kesempatan untuk duduk. 8. Arah penglihatan untuk pekerjaan berdiri adalah 27 - 370 ke bawah sedangkan
untuk pekerjaan duduk 32 - 440 ke bawah. Arah penglihatan ini sesuai dengan sikap kepala yang istirahat.
9. Ruang gerak lengan ditentukan oleh punggung lengan seluruhnya dan lengan bawah. Pegangan-pegangan harus diletakkan di daerah tersebut, lebih-lebih bila sikap tubuh tidak berubah.
10. Macam gerakan yang kontinu dan berirama lebih diutamakan, sedangkan gerakan yang sekonyong - konyong pada permulaan dan berhenti dengan paksa sangat melelahkan. Gerakan ke atas harus dihindarkan. Berilah papan penyokong pada sikap lengan yang melelahkan. Hindarkan getaran-getaran kuat pada kaki dan lengan.
11. Pembebanan sebaiknya dipilih yang optimum, yaitu beban yang dapat dikerjakan dengan pengerahan tenaga paling efisien. Beban fisik maksimum telah ditentukan oleh I.L.O sebesar 50 kg. Cara mengangkat dan menolak hendaknya memperhatikan hukum-hukum ilmu gaya dan dihindarkan penggunaan tenaga yang tidak perlu. Beban hendaknya menekan langsung pada pinggul yang mendukungnya.
12. Gerakan ritmis seperti mendayung, mengayuh pedal, memutar roda, dan lain-lain memerlukan frekuensi yang paling optimum, yang menggunakan tenaga paling sedikit, misalnya pada frekuensi 60 / menit, mengayuh pedal dirasakan tidak sulit.
13. Apabila seorang pekerja (dengan atau tanpa beban) harus berjalan pada jalan menanjak atau naik tangga, maka derajat tanjakan optimum adalah sebagai berikut:
-. Jalan menanjak lebih kurang 100 -. Tangga rumah kurang lebih 300 -. Tangga lebih kurang 700
(dengan anak tangga bergerak antara 20-30 cm, tergantung pada pembebanan).
14. Kemampuan seseorang bekerja per harinya adalah 8-10 jam, lebih dari itu efisiensi dan kualitas kerja sangat menurun.
15. Waktu istirahat didasarkan pada keperluan atas dasar pertimbangan ergonomi. Harus dihindari istirahat-istirahat sekehendak tenaga kerja, istirahat oleh karena turunnya kapasitas tubuh dan istirahat curian.
16. Beban tambahan akibat lingkungan sebaiknya ditekan sekecil-kecilnya. 17. Daya penglihatan dipelihara sebaik-baiknya terutama dengan penerangan yang
baik.
18. Kondisi mental psikologis dipertahankan dengan adanya premi perangsang, motivasi, iklim kerja, dan lain-lain.
19. Beban kerja dinilai dengan mengukur O2, frekuensi nadi, suhu badan, dan
lain-lain.
20. Batas kesanggupan kerja sudah tercapai, apabila bilangan nadi kerja mencapai angka 30 / menit diatas bilangan nadi istirahat. Sedangkan nadi kerja tersebut
tidak terus menanjak dan sehabis kerja pulih kembali kepada nadi istirahat sesudah lebih kurang 15 menit.
2.6 Pedoman Pengukuran Data Antropometri 2.6.1 Pengukuran Dimensi Tubuh
1. Posisi : Duduk samping
a. Tinggi Duduk Tegak (TDT)
Ukur jarak vertikal dari permukaan alas duduk sampai ujung atas kepala. Subjek duduk tegak dengan mata memandang lurus ke depan dan lutut membentuk sudut siku-siku.
b. Tinggi Bahu Duduk (TBD)
Ukur jarak vertikal dari permukaan alas duduk sampai ujung tulang bahu yang menonjol pada saat duduk tegak.
c. Tinggi Mata Duduk (TMD)
Ukur jarak vertikal dari permukaan alas duduk sampai ujung mata bagian dalam. Subjek duduk tegak dan memandang lurus ke depan. d. Tinggi Siku Duduk (TSD)
Ukur jarak vertikal dari permukaan alas duduk sampai bawah siku kanan. Subjek duduk tegak dengan lengan atas vertikal di sisi badan dan lengan bawah membentuk sudut siku-siku dengan lengan bawah.
e. Tebal Paha (TP)
Subjek duduk tegak, ukur jarak dari permukaan alas duduk sampai ke permukaan atas paha.
Ukur jarak vertikal dari lantai sampai lekukan lutut sebelah dalam (popliteal). Paha dan kaki bagian bawah membentuk sudut siku-siku.
g. Pantat Popliteal (PPO)
Subjek duduk tegak. Ukur jarak horisontal dari bagian terluar pantat sampai lekukan lutut sebelah dalam. Paha dan kaki bagian bawah membentuk sudut siku-siku.
h. Pantat ke Lutut (PKL)
Subjek duduk tegak. Ukur jarak horisontal dari bagian terluar pantat sampai ke lutut. Paha dan kaki bagian bawah membentuk sudut siku-siku.
2. Posisi : Duduk menghadap depan a. Lebar Pinggul (LP)
Subjek duduk tegak. Ukur jarak horisontal dari bagian terluar pinggul sisi kiri sampai bagian terluar pinggul sisi kanan.
b. Lebar Bahu (LB)
Ukur jarak horisontal antara kedua lengan atas. Subjek duduk tegak dengan lengan atas merapat ke badan dan lengan bawah direntangkan ke depan.
c. Lebar Sandaran (LS)
Ukur jarak horisontal antara tulang belikat kiri sampai tulang belikat kanan, sementara subjek duduk tegak dengan lengan atas merapat ke badan dan lengan bawah direntangkan ke depan.
d. Panjang Sandaran (PS)
Ukur jarak vertikal dari tulang ekor sampai pertengahan antara tulang belikat kanan dan kiri.
a. Tinggi Siku Berdiri (TSB)
Ukur jarak vertikal dari lantai ke titik pertemuan antara lengan atas dan lengan bawah. Subjek berdiri tegak dengan kedua tangan tergantung secara wajar.
b. Panjang Lengan Bawah (PLB)
Subjek berdiri tegak, tangan disamping, ukur jarak dari siku sampai pergelangan tangan.
c. Tinggi Mata Berdiri (TMB)
Ukur vertikal dari lantai sampai ujung mata bagian dalam (dekat pangkal hidung). Subjek berdiri tegak dan memandang lurus ke depan.
d. Tinggi Badan Tegak (TBT)
Ukur jarak vertikal telapak kaki sampai ujung kepala paling atas, sementara subjek berdiri tegak dengan mata memandang lurus ke depan.
e. Tinggi Bahu Berdiri (TBB)
Ukur jarak vertikal dari lantai sampai bahu yang menonjol pada subjek yang berdiri tegak.
f. Tebal Badan (TB)
Subjek berdiri tegak, ukur jarak dari dada sampai punggung secara horisontal.
4. Posisi : Berdiri dengan tangan lurus ke depan ¾ Jangkauan Tangan (JT)
Ukur jarak horisontal dari punggung sampai ujung jari tengah. Subjek berdiri tegak dengan betis, pantat, dan punggung merapat ke dinding, tangan direntangkan secara horisontal ke depan.
5. Posisi : Berdiri dengan kedua tangan direntangkan Rentangan Tangan (RT)
Ukur jarak horisontal dari ujung jari sampai ujung jari terpanjang tangan kanan. Subjek berdiri tegak dan kedua tangan direntangkan horisontal ke samping sejauh mungkin.
2.6.2 Persentil
Perhitungan persentil ini digunakan untuk mengetahui sampai seberapa jauh orang dapat menggunakan produk tersebut. Konsep persentil ini adalah suatu konsep probabilitas dalam statistika dimana data yang ada diubah menjadi 100 bagian. Persentil 95% berarti ukuran tersebut mencakup 95% ukuran tubuh manusia untuk bagian tubuh tertentu.
Adapun penerapan persentil pada prinsip pemakaian data anthopometri adalah sebagai berikut:
a. Perancangan berdasarkan individu ekstrim
Perancangan ini biasanya menggunakan persentil 1 atau 5 untuk ekstrim minimum dan persentil 95 atau 99 untuk ekstrim maksimum.
Misalnya : Untuk menentukan tinggi tombol lampu, digunakan persentil 5 yang berarti hanya ada 5% populasi yang tidak dapat menjangkaunya.
b. Perancangan fasilitas yang dapat disesuaikan
Perancangan ini biasanya menggunakan persentil dalam bentuk range. Misalnya : Tinggi kursi yang dapat disesuaikan dengan range antara persentil 5 sampai dengan persentil 95.
c. Perancangan fasilitas berdasarkan harga rata-rata pemakainya
Perancangan ini menggunakan ukuran tubuh manusia rata-rata untuk menentukan ukuran barang yang dirancang. Ukuran rata-rata ini menggunakan
persentil 50. Dengan demikian, jika perancangan dilakukan dengan menggunakan ukuran rata-rata, maka 50% orang dapat menggunakan peralatan tersebut dengan baik.
Distribusi normal dan perhitungan percentil, sumber data Nurmianto1991,seperti tabel dibawah ini.
Tabel 2.1
Data Distribusi Normal dan Perhitungan Percentil
Dari data distribusi normal diatas dapat diketahui nilai percentile dapat diketahui dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Percentile Calculation 1 st X ‐ 2,323 σ 2,5 th X ‐ 1,960 σ 5 th X ‐ 1,645 σ 10 th X ‐ 1,280 σ 50 th X 90 th X + 1,280 σ 95 th X + 1,645 σ 97,5 th X + 1,960 σ 99 th X + 2,323 σ
Misal :
Untuk 95 percentil dirumuskan : X + 1,645 SD
Dimana : X = Nilai rata – rata dari sampel SD = Standar deviasi
1,645 = Nilai ketetapan untuk 95 percentil ( lihat Tabel 2.1 )
Untuk mencari nilai rata – rata (
_
x ) dari sampel yang telah diambil dapat dicari dengan rumus : n xi n i
X
∑
= = 1 ___Dimana : X = Nilai rata –rata dari sampel
xi = Nilai dari data ke i
n = Jumlah data dari sampel
Untuk menentukan berapa besar standar deviasi dari sampel maka dapat digunakan rumus seperti berikut :
1
)
(
1 _ 2−
−
=
∑
=n
x
xi
s
N iDimana s = Deviasi standar dari sampel xi = Nilai data ke i dari sampel
_
x = Rata – rata sampel n = Jumlah data dari sampel
2.6.3 Studi Gerakan
Studi gerakan merupakan salah satu metode perancangan kerja dengan cara melakukan proses analisis terhadap beberapa gerakan bagian badan dalam menyelesaikan pekerjaan. Analisa diarahkan khususnya untuk dapat menghilangkan gerakan – gerakan yang tidak efektif, yang ada akhirnya dapat menghemat waktu kerja maupun pemakaian peralatan atau fasilitas kerja. Gerakan untuk mengefektifkan penerapan dari therbligh ini muncul dari seorang konsultan “Methods Engineering” ternama dari jepang yaitu Mr. Shigeo Singo. Shigeo mengklasifikasikan Therblighyang telah dibuat oleh Gilbreth dengan 17 gerakan dasar dengan menjadi 4 kelompok. 17 gerakan tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.2
17 Gerakan dasar menurut Shigeo Singo
KELOMPOK ELEMEN GERAKAN KETERANGAN
Utama Penunjang -Assemble ( A ) -Use ( U ) -Disassemble ( DA ) -Reach ( R ) -Graps ( G ) -Move ( M )
Gerakan-gerakan dalam kelompok ini bersifat member nilai tambah. Perbaikan kerja untuk kelompok ini dapat dilakukan dengan cara mengefisienkan gerakan.
Gerakan-gerakan dalam kelompok ini diperlukan, tetapi tidak memberi nilai tambah. Perbaikan kerja dalam
Pembantu Gerakan Elemen Luar -Releas Load ( RL ) -Search ( SH ) -Select ( ST ) -Position ( P ) -Hold ( H ) -Inspection ( I ) -Preposition ( PP ) -Rest ( R ) -Plan ( Pn ) -Unavoidable Delay ( UD ) -Avoidable Delay ( AD )
kelompok ini dapat dilakukan dengan meminimumkan gerakan. Gerakan- gerakan dalam kelompok ini tidah memberikan nilai tambah dan mungkin dapat dihilangkan. Perbaikan kerja dapat dilakukan dengan pengaturan kerja yang baik atau dengan menggunakan alat bantu.
Gerakan-gerakan dalan kelompok ini sedapat mungkin dihilangkan.
Untuk mendapatkan sebuah perbaikan atau penghematan waktu dalam sebuah perancangan yang efektif dengan perubahan , pengurangan, maupun menghilangkan gerakan yang tidak perlu dapat dilakukan analisa dengan cara:
1. Mengumpulkan sampel
2. Membagi sampel dalam subgroup 3. Mencari rata-rata dari subgrup
Untuk mencari rata-rata dari sampel dapat dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
k xi n i
X
∑
= = 1 ___Dimana : X = Nilai rata –rata dari subgrup
−
xi = Nilai rata – rata subgroup k = Jumlah subgrup
4. Mencari nilai standar deviasi sebenarnya dari waktu penyelesaian Untuk menentukan berapa besar standardeviasi dari sampel maka dapat digunakan rumus seperti berikut :
1
)
(
1 _ 2−
−
=
∑
=n
x
xi
s
N iDimana s = Deviasi standar dari sampel xi = Nilai data ke i dari sampel
_
x = Rata – rata sampel
n = Jumlah data dari sampel
5. Standar Deviasi dan distribusi nilai rata-rata subgrup
n
x
σ σ − = Dimana _ xσ = Deviasi standar dari subgrup
n = Jumlah subgrup 6. Pengujian Keseragaman Data
Untuk pengujian keseragaman data,dengan tingkat keyakinan 95% maka Z = 1,95 ~ 2
Batas Kontrol Atas ( BKA ) =
_
. x Z
x
+ σ=
Batas Kontrol Bawah ( BKB ) =
_
. x Z
x
− σ=
7. Pengujian Kecukupan Data
(
)
2 2 2 ) ' ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − =∑
∑
∑
j j j X X X N s Z NDimana N adalah jumlah pengamatan yang telah dilakukan. 8. Waktu Siklus Rata Rata
N Xj Ws=
∑
9. Waktu Normal p Ws Wn= ×Dimana p merupakan faktor penyesuaian
10. Waktu Baku ) 1 ( i Wn Wb= × +
Dimana i adalah faktor kelonggaran yang diberikan atau allowance yang diberikan kepada pekerja disamping waktu normal.
Setelah dilakukan langkan – langkah seperti diatas dapat diketahui perbandingan hasil dari alternatif – alternatif yang ada dan dapat dipilih alternatif yang terbaik.
