MODUL PRAKTIKUM
PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI 2
LABORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA JAKARTA
2022
KATA PENGANTAR
Puji syukur dengan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan modul ajar yang berjudul Praktikum Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi 2.
Modul ini disusun dengan tujuan untuk meningkatkan pemahaman praktikan tentang Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi.
Struktur modul ini terdiri dari tujuan praktikum, uraian materi yang ada didalam praktikum, dan pengaplikasian materi yang ada didalam praktikum tersebut. Tujuan pembelajaran digunakan untuk mengetahui arah atau tujuan mempelajari materi tertentu. Uraian materi digunakan untuk pemberian informasi/ pengetahuan kepada praktikan. Uraian materi tersebut meliputi analisis peta peta kerja, analisis pengukuran waktu kerja, analisis biomekanika dan analisis pengukuran kerja fisiologis & pasco.
Apa yang telah dituangkan dalam tulisan ini tidak luput dari kesalahan baik disengaja ataupun tidak disengaja, sehingga penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun yang diberikan untuk evaluasi penulisan modul praktikum ini. Besar harapan penulis agar hasil dari penulisan modul praktikum Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi ini dapat bermanfaat.
Jakarta, 23 April 2022
Tim Penyusun Modul Praktikum
TATA TERTIB PRAKTIKUM
1. Peserta praktikum harus datang tepat waktu yang telah ditentukan 15 menit sebelum praktikum dimulai.
2. Tidak diperkenankan mengikuti kegiatan praktikum selambat-lambatnya 10 menit setelah praktikum berjalan sesuai jadwal yang ditentukan.
3. Peserta praktikum harus menggunakan pakaian rapi dan sopan.
4. Peserta praktikum diwajibkan menggunakan masker dan saling menjaga jarak mengikuti aturan Pemerintah.
5. Sebelum memasuki ruangan Praktikum peserta diwajibkan menujukkan bukti status di SIPRAM.
6. Sebelum mengikuti praktikum, seluruh peserta praktikum harus mengumpulkan tugas pendahuluan sesuai tanggal yang telah ditetapkan dan mengisi daftar hadir.
7. Selama praktikum, praktikan harus menjaga kebersihan tempat.
8. Praktikan tidak diperkenankan merokok, makan, membuang sampah sembarangan, membuat keributan atau mengganggu ketertiban selama kegiatan praktikum berlangsung.
9. Seluruh praktikan dilarang meninggalkan tempat praktikum tanpa izin asisten lab.
10. Praktikan wajib turut serta menjaga peralatan lab. Kerusakan atau kehilangan peralatan yang disebabkan karena kelalaian praktikan merupakan tanggung jawab seluruh praktikan.
11. Menghadirkan pengarahan modul praktikum untuk memudahkan laporan.
12. Asistensi dilaksanakan sesuai dengan waktu yang telah disepakati.
13. Menghadiri praktikum dan bila tidak mengikuti kegiatan praktikum atau tidak hadir maka dianggap yang bersangkutan mengundurkan diri.
14. Dispensasi untuk kegiatan laboratorium hanya diberikan sesuai dengan peraturan jurusan Teknik Industri, yaitu:
a. Mahasiswa yang di opname di rumah sakit yang disertakan bukti.
b. Mahasiswa yang ditugaskan oleh universitas krisnadwipayana yang disertakan dengan bukti.
c. Orang tua atau saudara meninggal yang disertakan bukti.
d. Surat bukti yang dibutuhkan paling lambat diserahkan 3 hari dari praktik.
IDENTITAS PRAKTIKUM
1) Nama Mata Praktikum : Perancangan Sistem Kerja Ergonomi 2
2) Pelaksanaan : Semester Genap
3) Kepala Laboratorium : Aries Abbas, S.T, M.M, M.T 4) Asisten Laboratorium : 1. Akmal Ilham Hermana
2. Ainul Rizqi
3. Bagas Ade Maulana 4. Sasqia Fandani 1. Tujuan Umum Praktikum
Pada pertemuan ini akan dibahas mengenai Konsep Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi. Setelah menyelesaikan praktikum, mahasiswa mampu memahami dan menjabarkan tentang konsep Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi serta dapat mengaplikasikannya.
2. Tempat pelaksanaan praktikum
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum ini adalah di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Universitas Krisnadwipayana.
3. Alokasi waktu praktikum
Waktu praktikum yang dbutuhkan untuk satu kali pertemuan tatap muka ialah 90 menit.
4. Evaluasi dan Penilaian Hasil Belajar Mahasiswa Nilai praktikum diambil dari:
Tugas Pendahuluan : 10%
Pelaksanaan Praktikum : 20%
Asistensi : 15%
Responsi : 15%
Laporan Akhir : 40%
FORMAT LAPORAN PRAKTIKUM
A. Format Laporan
1. Laporan diketik menggunakan kertas HVS berukuran A4 80 gram dan dijilid berwarna “Biru”
2. Menggunakan batas margin:
Kiri : 4 cm Kanan : 3 cm Atas : 3 cm Bawah : 3 cm
3. Menggunakan line spacing 1,5.
4. Menggunakan italic pada Bahasa asing
5. Format pengetikan menggunakan font “Times New Roman” dengan format ukuran sebagai berikut:
Judul Bab : 14, Bold
Sub Bab : 12, Bold
Isi : 12
Nomor Halaman : 10 6. Format penempatan nomor halaman:
Judul Bab : Tengah bagian Bawah
Isi : Kanan bagian Atas
7. Format tabel dan gambar:
Tabel : Di atas, Perbab Gambar : Di bawah, Perbab 8. Format daftar pustaka:
Jurnal & Buku : Nama - Tahun - Judul - Kota – Penerbit.
Website : Salin link.
B. Susunan Laporan Cover
Lembar Pengesahan Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel
BAB I Pendahuluan
1) Latar Belakang Masalah 2) Perumusan Masalah 3) Maksud dan Tujuan 4) Batasan Masalah 5) Flowchart
6) Sistematika Penulisan
BAB II Landasan Teori (minimal 10 halaman) BAB III Pengumpulan Dan Pengolahan Data BAB IV Analisis
BAB V Kesimpulan Dan Saran Daftar Pustaka (minimal 2 Jurnal / Buku)
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan praktikum ini telah dibuat oleh :
Nama :
NIM :
Program Studi : Fakultas/Universitas : Waktu pelaksanaan :
Judul :
Telah diperiksa dan disetujui untuk diberikan penilaian yang sebagaimana mestinya.
Mengetahui,
Kepala Laboratorium Asisten Laboratorium
(Nama & Gelar) (Nama)
NIDN : NIM :
MODUL I
PETA-PETA KERJA
LABORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA JAKARTA
I. TUJUAN
1.1. Tujuan Umum
1. Mampu memahami penggunaan peta – peta kerja 1.2. Tujuan Khusus
1. Memahami prisip penggunaan peta dan mampu membuat peta – peta kerja (Peta Proses Operasi, Peta Aliran Proses, Assembly Chart, Peta Tangan Kanan Kiri, dan Peta Manusia – Mesin) atas suatu sistem produksi tertentu.
2. Melatih kemampuan menggunakan peta – peta kerja dalam mengidentifikasi permasalahan yang ada.
3. Melatih kemampuan dalam menggunakan peta – peta kerja sebagai alat analisis perbaikan suatu sistem kerja.
II. LANDASAN TEORI
Menganalisi suatu sistem kerja berarti mencatat secara sistematis meneliti seluruh kegiatan atau operasi, serta menyajikan berbagai fakta dan spesifikasi kerja yang ada pada sistem kerja tersebut. Peta kerja umumnya merupakan alat yang sistematis dalam mengumpulkan fakta berkenan dengan sistem kerja yang diamati, sehingga dapat digunakan untuk mengkomunikasikan fakta – fakta tersebut kepada orang lain.
Peta kerja adalah suatu alat yang menggambarkan kegiatan kerja secara sistematis dan jelas, bahkan informasi yang terkandung dalam suatu peta kerja dapat dipakai sebagai bahan untuk merancang atau memperbaiki sistem kerja.
Dengan peta – peta kerja tersebut dapat dilihat semua langkah atau kejadian – kejadian yang dialami oleh suatu obyek ( Benda Kerja ) sejak awal suatu proses sampai pada proses penghasilan produk.
Peta – peta kerja yang ada saat ini dapat dikelompokan atas : 1. Proses operasi keseluruhan, meliputi
- Proses Operasi - Diagram Alir - Peta Aliran Kelompok Kerja - Assembly Chart - Peta Proses Kelompok Kerja
2. Peta – peta kerja setempat, meliputi : - Peta Peta dan Mesin
- Peta tangan Kiri tangan Kanan
Di dalam menganalisis suatu sistem kerja, sebaiknya dilakukan dengan terlebih dahulu menganalisis serta memperbaiki kerja pada kegiatan kerja setempat.
2.1. Peta – Peta Kerja Keseluruhan
Peta kerja keseluruhan digunakan untuk menganalisis suatu kegiatan kerja yang bersifat keseluruhan. Kegiatan kerja ini umumnya melibatkan sebagian besar atau semua fasilitas produksi yang di perlukan dalam membuat suatu produk tertentu. Dengan demikian peta ini dapat menggambarkan keseluruhan atau sebagian besar proses beserta karakteristiknya yang dialami suatu bahan hingga menjadi produk akhir. Peta ini juga memberikan gambaran mengenai interaksi atau hubungan antar stasiun kerja mampu antar kelompok kegiatan operasi.
2.1.1. Peta Proses Operasi No. & Nama part ( Jumlah ) Nama & Ukuran bahan
No.
Operasi
No.
Operasi
Proses
Mesin Alat Bantu
(Garis Part yang Masuk) Waktu
% Scrap
Bentuk Standar OPC
2.1.2 Assembly Chart
Bentuk Standar Assembly Chart Nama Part ( Jumlah)
Nama Assembly
No. Operasi No. Part
Membuat peta-peta kerja keseluruhan cara
sekarang
Melakukan perbaikan kerja
Membuat peta-perta kerja setempat cara
sekarang
Membagikan peta-peta kerja
setempat
Membuat peta-peta kerja setempat cara
usulan
Melakukan perbaikan kerja
Membandingkan peta-peta kerja
keseluruhan
Peta-peta kerja keseluruhan cara usulan
Tidak
Tidak
Sudah Baik
Selesai
2.2. Peta Kerja Setempat
Peta kerja setempat digunakan untuk menghasilkan kegiatan kerja setempat. Suatu jenis kegiatan disebut sebagai kegiatan kerja setempat, bila kegiatan tersebut terjadi dalam suatu stasiun kerja yang biasnya hanya melibatkan orang dan fasilitas dalam jumlah terbatas.
III. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1. Pengumpulan Data
Rekapitulasi data hasil praktikum.
3.2. Pengolahan Data
3.2.1 Hitung rata – rata waktu siklus dan waktu set up (jika dari setiap stasiun kerja).
3.2.2 Buat skema tata letak untuk semua stasiun kerja (skala 1 : 5).
3.2.3 Buat skema tata letak secara keseluruhan semua stasiun kerja (skala 1 : 5).
3.2.4 Buatlah peta proses operasi dari keadaan sekarang, lengkap dengan perhitungan waktunya (asumsi waktu standar = rata – rata waktu siklus).
3.2.5 Buatlah assembly Chart dari proses pembuatan PLC.
3.2.6 Buatlah peta Aliran proses.
IV. ANALISIS
4.1 Jelaskan dalam tipe produksi apa waktu set up yang sangat berpengaruh (job shop atau mass producation).
4.2 Berdasarkan Peta Prosses Operasi yang telah dibuat, hitung perkiraan jumlah masing – masing bahan yang diperlukan untuk membuat PLC sebanyak 100 buah.
4.3 Lakukan analisis terhadap Peta Proses Operasi dan buat Peta Proses Operasi usulan berdasarkan analisis tersebut.
V. ALAT DAN BAHAN 5.1 Alat
1. Pensil 5. Stopwatch 9. Mesin Las 2. Penggaris Biasa 6. Meteran 10. Mesin Gerinda 3. Mesin Amplas 7. Gergaji Tangan
4. Kuas 8. Gergaji Mesin 5.2 Bahan
1. Triplek 4. Baut 2. Besi 5. Cat 3. Amplas
VI. PROSEDUR PRAKTIKUM
Pelaksanaan praktikum dibagi atas dua bagian besar yaitu : 1. Penerangan tentang modul praktikum.
2. Penerangan tentang pembuatan peta-peta kerja.
DAFTAR PUSTAKA
Apple, j. M. ; Plant lay Out and Material handing ; Jhon Wiley & sons ; 1977, New York.
Barnes, R.M.,; Motion and Time study, design and Measurment of Work, jhon Wiley & sons, Inc ; New York, AS, 1968.
Niebel, B .W.; Motion and Time Study ; Irwin Dorsey Limited ; Golerge Town, Ontario, AS 1972.
Shingo, Shingo, A Revolution in manufacturing ; The Sm, MED System, productivity Press, 1985.
Sutalaksana, I,Z dkk ; Teknik tata cara Kerja ; Lab.PSK & E. Teknik industri ITB:1979.
MODUL II
PENGUKURAN WAKTU KERJA
LABORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA JAKARTA
2022
I. TUJUAN
1.1 Tujuan Umum
1. Mengetahui dan mampu menerapkan teknik – teknik pengukuran waktu kerja secara langsung (work measurement atau time study) khususnya dengan menggunakan jam henti dan pengukuran kerja secara tidak langsung.
2. Dapat memanfaatkan secara maksimal informasi yang diperoleh dari hasil pengukuran waktu kerja untuk mengoptimalkan kinerja sistem.
3. Mengetahui ranting performansi (Performance Curve) dari suatu sistem kerja.
4. Memahami manfaat dari kurva belajar (Learning Curve) dalam melakukan pengukuran.
1.2 Tujuan Khusus
1. Mampu menguraikan tujuan dan maksud dilakukannya pengukuran waktu kerja.
2. Mampu menguraikan suatu aktivitas pekerjaan menjadi elemen – elemen kerja.
3. Mampu menentukan suatu siklus pekerjaan.
4. Mampu menentukan tingkat ketelitian dan tingkat keyakinan pada pengukuran waktu kerja.
5. Mampu menentukan faktor penyesuaian dan kelonggaran sesuai dengan kondisi kerja.
6. Mampu menghitung data waktu baku dan waktu normal 7. Mampu menghitung waktu gerakan
8. Mampu membuat menggunakan kurva belajar dari data waktu siklus yang diperoleh
II. LANDASAN TEORI 2.1 Pengukuran Waktu
Waktu merupakan elemen yang sangat menentukan dalam merancang atau memperbaiki suatu sistem kerja. Peningkatan efisiensi suatu sistem kerja mutlak berhubungan dengan waktu kerja yang digunakan dalam berproduksi.
Pengukuran waktu (Time Study) pada dasarnya merupakan suatu usaha untuk menentukan lamanya waktu kerja yang dibutuhkan oleh seorang operator (yang sudah terlatih) untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang spesifikasi. Pada tingkat kecepatan kerja yang normal, serta dalam lingkungan kerja yang baik pada saat itu. Dengan demikian, pengukuran waktu ini merupakan suatu proses kuantitatif, yang diarahkan untuk mendapatkan suatu kinerja yang objektif.
Studi mengenai pengukuran waktu kerja dilakukan untuk mendapat melakukan perancangan atau perbaikan dari suatu sistem kerja. Untuk keperluan tersebut dilakukan penentuan waktu baku, yaitu yang diperlukan dalam bekerja dengan telah mempertimbangkan faktor – faktor diluar elemen pekerjaan yang dilakukan.
Secara umum, teknik – teknik pengukuran waktu kerja dapat dikelompokkan atas dua kelompok besar:
1. Secara langsung
• Pengukuran waktu dengan jam henti (stop watch time study)
• Sampling pekerjaan (work sampling) 2. Secara tidak langsung
• Data waktu baku
• Data waktu gerakan, terdiri dari:
➢ Work Factor (WF) System
Work Factor Sytem adalah sistem faktor kerja untuk menetapkan waktu untuk pekerjaan-pekerjaan manual dengan menggunakan data waktu gerakan.
➢ Maynard Operation Sequence Technique (MOST System)
Maynard Operation Sequence Technique adalah sistem waktu gerak untuk menentukan waktu standar dalam melakukan suatu pekerjaan.
➢ Methods Time Measurement (MTM System)
Methods Time Measurement adalah suatu sistem penetapan waktu baku berdasarkan studi gerakan kerja dari suatu operasi kerja.
Metode pengukuran waktu kerja dengan jam henti (stop watch) karakteristik sistem kerja yang sesuai.
• Jenis aktifitas pekerjaan bersifat homogenya.
• Aktivitas dilakukan secara berulang – ulang dan sejenis.
• Terdapat output yang riil, berupa produk yang dapat dinyatakan secara kuantitatif.
Langkah – langkah pengukuran waktu kerja dengan jam henti:
• Lakukan identifikasi pekerjaan yang akan diamati dan diukur waktunya dan deskripsikan maksud dan tujuan kepada seluruh pendukung sistem kerja yang diamati pengukuran.
• Kumpulkan semua informasi mengenai proses yang dilakukan pada objek pengamatan seteliti mungkin.
• Uraikan pekerjaan dalam elemen – elemen aktivitas yang lebih kecil untuk memudahkan pengukuran.
• Lakukan pengukuran sejumlah yang diperlukan (dengan menggunakan uji kecukupan data dan uji keseragaman data).
• Tetapkan faktor penyesuaian dan faktor diamati.
• Tetapkan waktu baku dari sistem kerja dengan jam henti.
Asumsi dasar dalam pengukuran waktu kerja dengan jam henti:
• Operator yang diamati memahami dan dapat melaksanakan prosedur dan pelaksanaan pekerjaan dengan baik (memiliki kemampuan dan keterampilan standar).
• Teknik dan metode yang dilakukan dalam sistem pekerjaan yang diamati harus baku dan standar.
• Kinerja sistem mampu dikendalikan untuk setiap periode kerja yang disediakan.
• Lingkungan pendukung sistem kerja standar, tidak jauh berbeda dengan saat dilakukan pengukuran.
Pada uji kecukupan data ada beberapa metode yang digunakan, yaitu:
• Metode analitik
• Alignment chart
• Maytag
2.2 Waktu Baku
Waktu baku adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan atau menyelesaikan suatu aktivitas atau pekerjaan pada situasi dan kondisi yang normal sehingga mendapatkan waktu baku atau waktu standar secara umum.
Penentuan Waktu Baku
Waktu siklus adalah waktu kerja yang di dapatkan dalam 1 siklus pekerjaan tanpa mempertimbangkan faktor penyesuaian dan faktor kelonggaran (allowance). Rumus waktu siklus :
𝑊𝑠 = ∑ 𝑥𝑖 𝑁
Keterangan :
Ws = Waktu Siklus
∑𝑥𝑖 = Jumlah Waktu
N = Jumlah Sampel
• Waktu normal adalah waktu kerja dengan telah mempertimbangkan faktor penyesuaian. Rumus waktu normal :
𝑊𝑛 = 𝑤𝑠 × 𝑝
Keterangan :
Wn = Waktu Normal
Ws = Waktu Siklus
p = Faktor Penyesuaian
• Waktu baku adalah waktu kerja dengan mempertimbangkan faktor penyesuaian dan faktor kelonggaran (allowance). Rumus waktu baku :
𝑊𝑏 = 𝑊𝑛 + (𝑊𝑛 𝑥 𝐿)
Keterangan :
Wb = Waktu baku
Wn = Waktu normal
L = Faktor allowance %
time
study Sistem
kerja Waktu
siklus
Faktor penyesuaian
Faktor kelonggaran Waktu
normal
Waktu baku
Manfaat waktu baku:
• Penjadwalan produksi (production scheduling).
• Perancangan kebutuhan tenaga kerja (Man Power Planning).
• Menunjukkan kemampuan pekerja berproduksi.
• Mengetahui besaran – besaran performansi sistem kerja berdasarkan data produksi aktual.
Faktor Penyesuaian
Maksud dimasukkannya faktor penyesuaian adalah untuk menjaga kewajaran kerja, sehingga tidak akan terjadi kekurangan waktu karena terlalu idealnya kondisi kerja yang diamati. Faktor penyesuaian dalam pengukuran waktu kerja dibutuhkan untuk menentukan waktu normal dari operator yang berbeda sistem kerja tertentu. Ada beberapa metode menentukan besar faktor penyesuaian, antara lain:
• Metode Shumard
Tabel Penyesuaian menurut cara Shumard :
• Metode Westinghouse
Tabel penyesuaian menurut Westinghouse :
• Metode Obyektif
• Metode Beduax
• Metode Sintesa
Faktor kelonggaran (allowance)
Pemberian kelonggoran ini dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada operator untuk melakukan hal – hal yang harus dilakukannya, sehingga waktu baku yang diperoleh dapat dikatakan adat waktu kerja yang lengkap dan mewakili sistem kerja yang diamati.
Kelonggaran yang diberikan antara lain:
• Kelonggaran untuk kebutuhan pribadi.
• Kelonggaran untuk menghilangkan rasa lelah (fatigue).
• Kelonggaran yang tidak dapat dihindarkan.
Pemberian faktor penyesuaian dan kelonggaran secara bersama – sama, selayaknya dapat dirasakan adil (fair), baik dari sisi operator maupun dari sisi manajemen. Menentukan besarnya kelonggaran berdasarkan faktor-faktor yang berpengaruh dapat kita lihat dan hitung melalui tabel faktor kelongaran (allowance):
FAKTOR CONTOH
PEKERJAAN
EKIVALEN
BADAN KELONGGARAN %
A. TENAGA YANG DIKELUARKAN. PRIA
WANITA
1. Dapat diabaikan Bekerja dimeja duduk Tanpa beban 0.0 –
6,0 0,0 – 6,0
2. Sangat ringan Bekerja dimeja berdiri 0,00 – 2,25 Kg 6,0 –
7,5 6,0 – 7,5
3. Ringan Menyekop ringan 2,25 – 9,00 7,5 –
12,0 7,5 – 16,0
4. Sedang Mencangkul 9,00 – 18,00 12,0 –
19,0 16,0-30,0
5. Berat Mengayun palu yang berat 18,0 – 27,00 19,0 –
30,0
6. Sangat berat Memanggul beban 27,00 – 50,00 30,0 –
50,0
7. Luar biasa berat Memanggul karung berat diatas 50 Kg
B. SIKAP KERJA PRIA
& WANITA
1. Duduk Bekerja duduk ringan
0,00 – 1,0
2. Beridiri diatas dua kaki Badan di meja berdiri
1,0 – 2,5
3. Berdiri diatas satu kaki Satu kaki mengerjakan alat kontrol 2,5 – 4,0
4. Berbaring pada bagian sisi, belakang atau depan badan
2,5 – 4,0
5. Membungkuk badan dibungkukkan bertumpu pada kedua kaki
4,0 – 10,0
C. GERAKAN KERJA PRIA
& WANITA
1. Normal Ayunan bebas dari palu
0
2. Agak terbatas Ayunan terbatas dari palu
0 - 5
3. Sulit Membawa beban berat dengan satu tangan
0 - 5
4. Pada anggota-anggota badan terbatas Bekerja dengan tangan di atas kepala 5 - 10
5. Seluruh anggota badan terbatas Bekerja di lorong pertambangan yang sempit 10 - 15
D. KELELAHAN MATA PENCAHAYAAN BAIK
BURUK
1. Pandangan yang terputus putus Membawa alat ukur 0,0 - 6,0 0,0 - 6,0
2. Pandangan yang hampir terus menerus Pekerjaan-pekerjaan teliti 6,0 - 7,5 6,0 - 7,5
3. Pandangan terus menerus dengan Pemeriksaan yang sangat teliti 7,5 - 12,00 7,5 - 16,0
fokus tetap.
4. Pandangan terus menerus dengan Memeriksa cacat pada kain 12,0 - 19,0 16,0 - 30,0
fokus berubah ubah.
5. Pandangan terus menerus dengan 19,0 - 30,0
konsenterasi tinggi dan fokus tetap.
6. Pandangan terus menerus dengan 30,0 - 50,0
E. KEADAAN SUHU TEMPAT KERJA SUHU ( ℃ ) KELELAHAN NORMAL BERLEBIHAN
1. Beku Di bawah 0 Di atas normal Di
atas 12
2. Rendah 0 - 13 0 - 13 12
- 5
3. Sedang 13 - 22 13 - 22 8
- 0
4. Normal 22 - 28 22 - 28 0
- 8
5. Tinggi 28 - 38 28 - 38 8 -
100
6. Sangat tinggi Di atas 38 Di atas 38 Di
atas 100
F. KEADAAN ATMOSFER
1. Baik Ruang yang berventilasi baik, udara segar
0
2. Cukup Ventilasi kurang baik, ada bau tidak berbahaya
0 - 5
3. Kurang baik Adanya debu beracun atau tidak beracun tetapi
5 - 10
dalam jumlah banyak
4. Buruk Adanya bau berbahaya yang mengharuskan
10 - 20
menggunakan alat pernapasan
G. KEADAAN LNGKUNGAN YANG BAIK 1. Bersih, sehat, cerah dengan kebisingan rendah
0
2. Siklus kerja berulang-ulang antara 5-10 detik 0 - 1
3. Siklus kerja berulang-ulang antara 0-5 detik 1 - 3
4. Sangat bising 0 - 5
5. Jika faktor yang berpengaruh dapat menurunkan kualitas 0 - 5
6. Terasa adanya getaran lantai 5 - 10
7. Keadaan-keadaan yang luar biasa (bunyi, kebersihan, dll) 5 - 15
# Catatan : kelonggaran untuk kebutuhan pribadi bagi : PRIA = 0 - 2,5% dan WANITA = 2 - 5%
2.3. Kurva Belajar
Kurva belajar menunjukkan tingkat penguasaan operator terhadap pekerjaan yang dilakukannya (kondisi dan metode kerja sudah distandarkan). Kurva belajar ini sangat penting dalam keadaan operator yang sudah terlatih dan menguasai dengan baik metode pekerjaan yang dilakukannya.
III. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1 Pengumpulan Data
Tampilkan seluruh data pengamatan.
3.2 Pengolahan Data
1. Lakukan pengujian keseragaman dan kecukupan data dari setiap data waktu yang diperoleh (per elemen operasi) dari seluruh stasiun kerja
2. Hitung rata – rata waktu siklus proses dan waktu siklus set up dari setiap pekerjaan untuk setiap stasiun kerja dari seluruh stasiun kerja
3. Hitung waktu normal dari seluruh stasiun kerja dari setiap pekerjaan untuk setiap stasiun kerja dari seluruh stasiun kerja.
4. Tentukanlah waktu baku dari setiap pekerjaan untuk setiap stasiun kerja dari setiap stasiun kerja.
5. Tentukan waktu baku keseluruhan dari setiap stasiun kerja hingga menjadi waktu baku dalam 1 keli pembuatan produk.
IV. Analisis
1. Berikan analisis tentang penggunaan metode pengujian kecukupan data dan keseragaman data yang ada.
2. Jelaskan pengertian dari kondisi data seragam dan data–data tidak seragam.
3. Jelaskan alasan anda dalam penguraian elemen pekerjaan yang dilakukan pada shift anda (hubungan dengan prinsip penguraian elemen).
4. Jelaskan pengaruh tingkat ketelitian dan keyakinan pada jumlah data yang harus dikumpulkan dalam pengukuran waktu.
5. Berikan penjelasan tentang pemilihan nilai faktor penyesuaian dan kelonggaran pada setiap elemen operasi di semua stasiun kerja yang di praktikum berdasarkan kondisi nyata saat praktikum.
6. Berikan analisis dari perhitungan waktu siklus, waktu normal dan waktu baku yang telah di lakukan
DAFTAR PUSTAKA
Barnes, R.M. Motion and Time Study, Design and Measurement of Work.
Jhon Wiley & Sons, Inc 1980. New York, AS.
Kanger, Delmar W. Advanced Work Measurement; Industrial Press Inc.
New York 1982.
Niebel, B.W. & Freivalds A. Methods, Standard, and Work Design 10Ed, MC Graw Hill. Boston 1999.
Prosiding Lokakarya II Methods Engineering, Lan. PSK&E Jurusan Teknik Industri ITB 1995.
Sutalaksana Iftikar, et al; Teknik Tata Cara Kerja; Jurusan Teknik Industri Institut Teknologi Bandung, 1979, Bandung 1979.
MODUL III BIOMEKANIKA
LABORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA JAKARTA
2022
I. TUJUAN
1.1. Tujuan Umum
1. Praktikan mampu memahami prinsip-prinsip kesehatan dan keselamatan kerja dan penanganan material secara manual berdasarkan tinjauan biomekanik.
2. Untuk mengetahui apakah aktivitas yang dilakukan oleh pekerja menimbulkan resiko atau berada dalam batasan aman dilihat dari aspek biomekanik.
1.2. Tujuan Khusus
1. Peserta praktikum mampu menentukan besarnya nilai gaya kompresi yang diterima tulang belakang (L5/S1) Lumbar 5 Sacrum 1 dan besarnya konsumsi energi dari pekerja
2. Praktikan mampu menggunakan dan mengolah data biomekanik untuk mengetahui perancangan sistem kerja yang ergonomis.
II. LANDASAN TEORI 2.1. Biomekanika
Biomekanika merupakan ilmu yang membahas aspek-aspek mekanika dari gerakan-gerakan tubuh manusia yang meliputi aktivitas mendorong, menurunkan, mengangkat, menarik dan membawa.
Biomekanika adalah kombinasi antara keilmuwan mekanika, antropometri dan dasar ilmu kedokteran.
Menurut Hatze, Biomekanik adalah ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi sistem biologi dengan menggunakan pengetahuan dan metode mekanika. Sedangkan menurut Hay’s, Biomekanik adalah ilmu yang mempelajari gaya-gaya yang terjadi pada struktur biologi dan efek yang dihasilkan oleh gaya-gaya tertentu untuk pertimbanganm sebagai perancangan alat dan perancangan tempat kerja.
Biomekanika adalah suatu ilmu yang menggunakan hukum-hukum fisika dan konsep keteknikan untuk mempelajari gerakan yang dialami oleh beberapa segmen tubuh dan gaya-gaya yang terjadi pada bagian tubuh tersebut selama aktivitas normal. Manusia dapat beraktifitas dan menjaga postur tubuh dalam posisi berdiri tegap karena adanya fungsi dari sistem muskuloskeletal. Biomekanik membahas bagaimana sistem ini berfungsi. Seorang penari dapat menari dan menggerakkan tubuhnya dengan tepat sesuai kontrol. Biomekanik membahas bagaimana tulang, otot, jaringan lunak, tendo, ligamen bekerja sehingga menghasilkan gerakan yang halus dan terkontrol dengan baik. Gerakan ini tentunya didapat dengan latihan.
2.2. Manual Material Handling
Pada dasarnya manusia hidup itu adalah untuk bekerja. Pekerjaan manusia itu bermacam-macam jenisnya ada yang ringan, sedang bahkan berat. Berat atau ringannya suatu pekerjaan itu diukur dari kemampuan fisik manusia dalam melakukan suatu pekerjaan tertentu.
Banyak pekerjaan dan aktivitas dalam kehidupan sehari-hari yang memerlukan penanganan bahan secara manual (Manual Material Handling) seperti loading dan unloading kotak atau dos/karton salah satu bentuk transportasi atau penyanggaan beban dengan tangan dan tubuh yang termasuk didalamnya Pengangkatan, Memindahkan, Meletakkan, Mendorong, Menarik, Menggeser, Penyanggaan, memindahkan material dari conveyor, menyimpan unit item dalam gudang, dan lain sebagainya.
Pada pergerakan fisik dalam aktivitas yang sangat bervariasi tersebut, kita hanya dapat menyinggung aspek-aspek dasar tertentu dengan mengingat bahwa faktor-faktor seperti perbedaan individu, kondisi badan, jenis kelamin, dan lain-lain, dengan nyata mempengaruhi kemampuan dari individu untuk melaksanakan aktivitas itu.
2.3. Perhitungan Gaya Tekan di L5/S1.
Chaffin dan Andersson (1991) menggambarkan tentang bimekanika statis pada tubuh ketika bekerja. Gambaran tersebut adalah perkiraan besarnya gaya tekan pada L5/S1 untuk suatu kegiatan angkat yang spesifik. Model ini dapat juga untuk memprediksi proporsi populasi yang akan mempunyai kekuatan pada masing-masing sambungan badan (joint) untuk aktivitas angkat (Chaffin dan Anderson; 1991).
Mengacu pada Chaffin bahwa badan operator terbagi menjadi beberapa bagian. Untuk keseimbangan statis dengan adanya pengaruh gaya luar (external force) maka momen dan gaya pada masing-masing pusat sambungan (link centers) dapat ditentukan besarnya. Kalau diperhatikan bahwa model tersebut meliputi system penyambungan antara sambungan pinggul dan segmen tulang belakang (disc L5/S1). Model tersebut juga meliputi pengaruh dari tekanan perut (abdominal pressure) yang berfungsi untuk membantu kestabilan badan dari pengaruh momen dan gaya yang ada. Dengan menggunakan teknik perhitungan keseimbangan gaya pada setiap segmen tubuh manusia, maka didapat momen resultan pada L5/S1, (Tayyari, 1997). Kemudian untuk mencapai keseimbangan tubuh pada aktivitas pengangkatan, momen pada L5/S1 tersebut diimbangi gaya otot pada sepinal erector (FM) yang cukup besar dan juga gaya perut (FA) sebagai pengaruh tekanan perut (PA) atau abdominal pressure yang berfungsi untuk membantu kestabilan badan karena pengaruh momen dan gaya yang ada seperti gambar 1.
Gambar 2.1. Sudut Biomekanika.
Gaya otot pada spinal erector dirumuskan sebagai berikut : 𝐹𝑀 . 𝐸 = 𝑀(𝐿5/𝑆1)− 𝐹𝐴 . 𝐷 (𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛)
Keterangan :
FM = Gaya otot pada spinal erector (newton)
E = Panjang lengan momen otot spinal erector dari L5/S1 (estimasi 0.05 m , Nurmianto:1996)
M(L5/S1) = Momen Lumbar 5 dan Secrum 1 MT = Momen resultan pada L5/S1 F = Gaya perut (newton)
D = Jarak dari gaya perut ke L5/S1 (0.11 m, Nurmianto:1996)
Untuk mencari gaya perut (FA) maka perlu dicari tekanan perut (PA) dengan persamaan sebagai berikut.
𝑃𝐴 =10−4[43 − 0,36(𝜃𝐻+ 𝜃𝑇)][𝑀𝐿5 𝑆1⁄ ]1,8 75
FA = PA x AA Keterangan :
PA = Tekanan perut
AA = Luas diafragma 465 cm 𝜃𝐻 = Sudut inklinasi perut 𝜃𝑇 = Sudut inklinasi kaki
Sedangkan persamaan untuk mencari sudut α dan β adalah sebagai berikut :
β = -17,5 – 0,12 T + 0,23 K + 0,0012 TK + 0,005 𝑇2 – 0,00075 𝐾2 α = 40° + β
Model biomekanika statis dipengaruhi oleh tiga faktor yang tidak begitu dikenal (diabaikan). Faktor-faktor tersebut adalah
a. Kekuatan otot b. Puncak tekanan
c. Gaya yang digunakan dalam angkat-angkut.
Jika dituliskan, menjadi persamaan berikut:
∑ 𝑀̅ 𝐿5 𝑆1⁄ = 0
B (mgbw) + h (mgload) – D (FA) – (E(Fm) = 0
Jika diasumsikan sebuah gunting yang memiliki pusat putaran, maka persamaan diatas dapat disesuaikan dengan kondisi otot manusia, yaitu sebagai berikut :
𝐹𝑀 =𝑏 (𝑚𝑔𝑏𝑤) + (ℎ(𝑚𝑔𝑙𝑜𝑎𝑑) − 𝐷(𝐹𝐴) 𝐸
Kekuatan otot dalam kondisi pararel diatas dapat dinyatakan :
∑ 𝐹̅ 𝑐𝑜𝑚𝑝 = 0
cos 𝛼 𝑚𝑔𝑏𝑤+ cos 𝛼 𝑚𝑔𝑙𝑜𝑎𝑑 − 𝐹𝐴+ 𝐹𝑀− 𝐹𝐶 = 0
Semua nilai yang dihasilkan akan memperlihatkan besarnya gaya tekanan yang ditimbulkam (FC).
III. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1. Pengumpulan Data
Gambar 3.1. Sudut Biomekanika
Tabel data pengukuran biomekanika, pengukuran langsung pada operator
Pekerja BB
(Kg) T b (cm) h (cm) K 𝜽𝑯 𝜽𝑻 --- --- --- --- --- --- --- ---
Keterangan:
BB = Berat badan (Kg)
T = Sudut torso axis terhadap garis vertikal L5/S1 B = Jarak antara titik pusat masa dengan L5/S1 H = Jarak antara pusat benda dengan L5/S1 K = Sudut paha terhadap betis
θH = Sudut garis torso axis terhadap perut
3.2. Pengolahan Data
• Rumus sudut α dan β adalah
β = -17,5 – 0,12 T + 0,23 K + 0,0012 TK + 0,005 𝑇2 – 0,00075 𝐾2 = … °
α = 40° + β = … °
• Rumus ML5/S1 adalah
ML5/S1 = Momen badan + Momen benda = 𝑏 . 𝑚 . 𝑔𝑏𝑤 + ℎ . 𝑚 . 𝑔𝑙𝑜𝑎𝑑
= ... Nm Catatan:
g = gravitas h = .... cm = .... m
• Rumus PA adalah
𝑃𝐴 = 10−4[43 − 0,36(𝜃𝐻+ 𝜃𝑇)][𝑀𝐿5 𝑆1⁄ ]1,8 75
= .... N/𝑚2
• Menghitung FA adalah FA = PA x AA
= …. N Keterangan :
PA = Tekanan perut
AA = Luas diafragma 465 cm
• Menghitung FM adalah
FM = (b m g bw + h m g load – D(FA)) / E = …. N
Keterangan :
FM = Gaya otot pada spinal erector (newton)
E = Panjang lengan momen otot spinal erector dari L5/S1 (estimasi 0,05m, Nurmianto:1996) M(L5/S1) = Momen resultan pada L5/S1
F = Gaya perut (newton)
D = Jarak dari gaya perut ke L5/S1 (0,11m)
• Menghitung FC adalah
FC = Cos α m g bw + Cos α m g load– FA + FM = …. N
IV. ANALISA BATASAN ANGKAT BEBAN
Batasan gaya angkat normal yang diberikan oleh NIOSH (National Institue of Occupational Safety and Health) meliputi batasan dari aspek psikofisik, biomekanik dan fisiologi. Batasan psiko-fisik adalah beban yang diangkat harus dapat diterima oleh 75% wanita dan 90% pria. Batasan biomekanik membatasi besarnya gaya tekan sebesar 3,4 KN (770 lbs) pada tulang punggung (L5/S1), dan batasan fisiologi membatasi pengeluaran energi maksimum sebesar 2,2 – 4,7 Kkal/min. Untuk lebih detilnya seperti ditunjukkan pada tabel berikut.
ASPEK KRITERIA BATASAN
BIOMEKANIKA GAYA TEKANAN
MAKSIMUM DI L5/S1 3,4 kN
FISIOLOGI ENERGI MAKSIMUM 2,2-4,7 kkal/menit
PSIKOFISIK BERAT YANG DAPAT DI TERIMA
Diterima Oleh 75% Wanita dan 90% Pria
V. PROSEDUR PRAKTIKUM
1. Praktikan akan menimbang berat badan operator yang akan melakukan aktivitas pekerjaan (Manual Material Heandling)
2. Operator melakukan sebuah aktivitas pekerjaan Manual Material Handling yang telah di tentukan oleh asisisten lab.
3. Praktikan mendokumentasikan posisi tubuh operator yang melakukan sebuah aktivitas Manual Material Handling yang telah di tentukan oleh asisten lab dalam bentuk foto dari posisi samping.
4. Praktikan akan membuat sudut pengukuran biomekanika dengan bantuan software autocad, solidwork, atau catia.
DAFTAR PUSTAKA
Chaffin D.B and Anderson G.B.J. 1991. Attwood. 2004. Ergonomic Solution For Process Industries. Elsevier Inc.
Kroemer and Elbert. 1994. Occupational Biomechanic. John Wiley and Sons Inc.
New York. Gudang Bulog GBB 303 Kartosuro Sub Divre Surakarta.
Muslimah, etika. 2008. Ergonomics, How to Design For Ease and Efficiency.
London: Taylor and Francis.
Nurmianto, Eko. 1998. Analisis Terhadap Load Constant (LC) Dalam Revised Niosh Lifting Equation. Tesis. Universtas Gajah Mada. Yogyakarta.
Tarwaka, Solichul H.B, Lilik S. 2004. Ergonomi, Konsep Dasar dan Aplikasinya.
Edisi II. Surabaya: Guna Widya.
Tarwaka. 2011. Ergonomi untuk Keselamatan Kerja dan Produktivitas. Surakarta:
Uniba Press.
Tayyari, F. 1997. Ergonomi Industri, Dasar-Dasar Pengetahuan Ergonomi dan Aplikasi Di Tempat Kerja. Surakarta: Harapan Press. Occupational Ergonomics.
London: Chapman and Hall.
MODUL IV
PERBAIKAN KERJA FISIOLOGIS DAN PASCO
LABORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA JAKARTA
I. TUJUAN
1.1. Tujuan Umum
1. Memahami perbedaan beban kerja atau cara kerja dapat berpengaruh terhadap aspek fisiologi manusia.
2. Mampu melakukan pengukuran kerja dengan menggunakan metode fisiologi.
3. Menentukan besar beban kerja, berdasarkan kriteria fisiologi.
4. Merancang sistem kerja dengan memanfaatkan hasil pengukuran kerja dengan metode fisiologi.
1.2. Tujuan Khusus
1. Mampu membuat grafik yang menghubungkan antara intensitas beban kerja dan lari pada kecepatan atau kemiringan tertentu dengan heart rate dan lama waktu pemulihan (RecoVery Period).
2. Mampu menghitung lama waktu istirahat total rest time.
3. Mampu menghitung besar energy expenditure pada suatu pekerjaan tertentu berdasarkan intensitas heart rate.
4. Mampu menentukan besar beban kerja untuk pekerjaan tertentu.
II. LANDASAN TEORI
Secara garis besar, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi hasil kerja (Performansi) Manusia, dan dapat dibagi atas 2 kelompok, yaitu:
1. Faktor – faktor diri (individual): sikap, sifat, sistem nilai, karakter fisik, minat, motivasi, usia, jenis kelamin, pendidikan, pengalaman, dan lain – lain.
2. Faktor – faktor situasional: lingkungan fisik, mesin dan peralatan, metode kerja dan lain - lain.
Kerja sama bersifat mental dan fisik yang masing – masing mempunyai intensitas yang berbeda – beda. Tingkat intensitas yang terlampau tinggi memungkinkan pemakaian energi yang berlebihan, sebaliknya intensitas yang terlalu rendah menimbulkan rasa bosan dan jenuh. Karna itu perlu diupayakan tingkat yang optimum yang ada diantara kedua batas ekstrim tadi dimana tingkat optimum untuk masing – masing individu berbeda.
Pekerjaan seperti operator yang bertugas memantau panel kontrol termasuk pekerjaan dengan intensitas fisik yang rendah namun intensitas mental yang tinggi, sebaliknya pekerjaan material handling secara manual, intensitas fisiknya tinggi namun intensitas mentalnya rendah. Tingkat intensitas kerja optimum, umumnya dilaksanakan apabila tidak ada tekanan (Stres) dan ketegangan (Strain). Tekanan disini berkenaan dengan beberapa aspek dari aktifitas manusia atau dari lingkungannya yang terjadi akibat reaksi individu tersebut mendapatkan beberapa keinginan yang tidak sesuai. Sedangkan ketegangan merupakan konsekuensi logis yang harus diterima oleh individu sebagai akibat tekanan.
2.1. Pengukuran Kerja dengan Metode Fisiologis
Pengukuran kerja dengan metode fisiologis merupakan pengukuran yang mengukur tingkat beban kerja dengan mengetahui suatu tugas/pekerjaan tertentu.
Dalam suatu kerja fisik, manusia akan menghasilkan perubahan dalam konsumsi oksigen, heart rate, temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia dalam tubuh. Kerja fisik ini dikelompokkan oleh Davis dan Miller:
1. Kerja total seluruh tubuh, yang mempergunakan sebagian besar otot biasanya melibatkan dua per tiga atau tiga per empat otot tubuh.
2. Kerja sebagian otot, yang membutuhkan lebih sedikit energy expenditure karena otot yang digunakan lebih sedikit.
3. Kerja otot statis, otot yang digunakan untuk menghasilkan gaya tetapi tanpa kerja mekanik.
4. Membutuhkan konteraksi sebagian otot.
Sampai saat ini, metode pengukuran fisik dilakukan dengan menggunakan standar:
1. Konsep horse power (Foot-pounds of work per minute) oleh taylor, tapi tidak memuaskan.
2. Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energi.
3. Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen (metode
Tiffin mengemukakan kriteria – kriteria yang dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh kerja terhadap manusia dalam suatu sistem kerja, yaitu kriteria fail, kriteria kejiwaan dan kriteria hasil kerja.
1. Kriteria fail meliputi: kecepatan denyut jantung, konsumsi oksigen, tekanan darah, tingkat penguapan, temperatur tubuh, komposisi kimia dalam darah dan air seni. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui perubahan fungsi alat – alat tubuh selama bekerja.
2. Kriteria kejiwaan meliputi: pengujian tingkat kejiwaan pekerja, seperti tingkat kejemuan, emosi motivasi, sikap, dan lain – lain. Kriteria kejiwaan digunakan untuk mengetahui perubahan kejiwaan yang timbul selama bekerja.
3. Kriteria hasil kerja meliputi: pengukuran hasil kerja yang diperoleh dari pekerja. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui pengaruh seluruh kondisi kerja dengan melihat hasil kerja yang diperoleh dari pekerja.
2.2. Kerja Fisik dan Mental
Secara garis besar, kegiatan – kegiatan kerja manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik (otot) dan kerja mental (otak). Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapat hubungan yang erat antara satu dengan lainnya. Apabila dilihat dari energi yang dikeluarkan, kerja mental murni lebih sedikit mengeluarkan energi dibanding kerja fisik.
Kerja fisik akan mengakibatkan perubahan pada fungsi alat – alat tubuh, yang dapat dideteksi melalui perubahan:
1. Konsumsi oksigen 2. Denyut jantung
3. Peredaran darah dalam paru – paru 4. Temperatur tubuh
5. Konsentrasi asam laktat dalam darah 6. Komposisi kimia dalam darah dan air seni 7. Tingkat penguapan dan faktor lainnya
Kerja fisik mengakibatkan pengeluaran energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi. Konsumsi energi pada waktu kerja biasanya ditentukan dengan cara tidak langsung, yaitu dengan pengukuran:
1. Kecepatan denyut jantung 2. Konsumsi oksigen
Hubungan kecepatan jantung dengan aktifitas lainnya seperti:
1. Tekanan darah 2. Aliran darah
3. Komposisi kimia dalam darah 4. Temperatur tubuh
5. Tingkat penguapan
6. Jumlah udara yang dikeluarkan oleh paru – paru
2.3. Konsumsi Energi
Bilangan nadi atau denyut jantung merupakan perubahan yang penting dan pokok, baik dalam penelitian lapangan maupun dalam penelitian laboratorium. Dalam hal ini menentukan konsumsi energi, bisa digunakan parameter indeks kenaikan bilangan kecepatan denyut jantung.
Indeks ini merupakan perbedaan antara kecepatan denyut jantung pada waktu kerja tertentu dengan kecepatan denyut jantung pada waktu istirahat.
Untuk merumuskan hubungan antara energy expenditure dengan kecepatan denyut jantung, dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antara energy expenditure dengan kecepatan denyut jantung dengan menggunakan analisis regresi. Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung secara umum adalah regresi kuadratis dengan persamaan sebagai berikut:
𝑌 = 1,80411 − 0,0229038𝑋 + 4,71733. 10−4𝑋2 Dimana:
Y = energi (kilokalori per menit)
X = kecepatan denyut jantung (denyut per menit)
Setelah besaran kecepatan denyut jantung disertakan dalam bentuk energi, maka konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu bisa dituliskan dalam bentuk matematis sebagai berikut:
𝑲𝑬 = 𝑬𝒕 − 𝑬𝒊 Dimana:
𝐾𝐸 = konsumsi energi untuk suatu kegiatan kerja tertentu (kilokalori/menit)
𝐸𝑡 = pengeluaran energi pada saat waktu kerja tertentu (kilokalori/menit)
𝐸𝑖 = pengeluaran energi pada saat istirahat (kilokalori/menit)
Dengan demikian konsumsi energi pada waktu kerja tertentu merupakan selisih antara pengeluaran energi pada waktu kerja tersebut dengan pengeluaran energi pada saat istirahat.
Aktifitas otot mengubah fungsi sebagai berikut:
1. Denyut jantung (heart rate) 2. Tekanan darah
3. Output jantung (cardiac output dalam liter/menit) 4. Komposisi kimia dalam darah dan urine
5. Temperatur tubuh 6. Perspiration rate
7. Ventilasi paru – paru (pulmonary ventilation dalam liter/menit) 8. Konsumsi
Penjelasan sederhana tentang sistem konversi input udara, makanan dan air diberikan pada bagian alur yang ditunjukkan berikut ini:
Udara O2 diekstrasi ke
Mekanik dalam darah Kerja oleh paru - paru
CO2
Kerja Internal Sirkulasi repirasi
Makanan Metabolisme Panas
Pembentukan Penyimpangan Asam laktat
Glikogen Tambahan
Sirkulasi evaporasi Ekses asam laktat
Kerja kekurangan O2 Kelelahan otot, debet O2
Konversi energi utama antara lain:
• Paru – paru
Udara dihirup, oksigen ditransfer pada aliran darah paru – paru yang kemudian digunakan untuk metabolisme makanan dan melepaskan energi.
• Otot
Oksigen dalam darah diubah menjadi CO2 dengan bentuk asam laktat ketika memasukkan oksigen tidak cukup memadai. Asam laktat menyebabkan kelelahan otot.
S I S T E M
O T O T
• Permukaan tubuh
Pada temperatur 27°C (81°F) dan kerja normal maka panas tubuh akan berkurang 75% lewat konveksi dan radiasi, 25% lewat evaporasi oleh paru – paru. Efisiensi aliran udara pada kulit berkebalikan secara proporsional dengan kelembaban relatif.
• Proses digestiva
Makanan dan minuman diabsorsi oleh sistem yang stabil. Makanan memberikan sistem storage dan minuman menjaga keseimbangan air.
2.4. Unit Kerja Fisiologis
Pengeluaran energi, kerja fisiologis dan biaya fisiologis berkaitan erat dengan konsumsi oksigen. Hal ini dapat diukur secara langsung dalam liter/menit atau secara tidak langsung dalam detak jantung/menit. Unit satuan dasar yang digunakan adalah pengeluaran kalori dalam gram kalori/menit. Astrad (1977) dan Christensen (1991) menyelidiki pengeluaran energi dari tingkat detak jantung yang menemukan bahwa ada hubungan langsung antara keduanya. Tingkat detak jantung per menit dapat digunakan untuk menghitung pengeluaran energi.
2.5. Siklus Kerja Fisiologis
Jika denyut nadi dipantau selama istirahat, kerja dan pemulihan, maka waktu pemulihan untuk beristirahat meningkat sejalan dengan beban kerja. Dalam keadaan ekstrim, kerja tidak mempunyai waktu istirahat yang cukup sehingga mengalami kelelahan yang kronis.
Matel membuat metode untuk menentukan waktu istirahat sebagai kompensasi dari pekerja fisik.
𝑹 =𝑻(𝒘 − 𝒔) 𝑾 − 𝟏, 𝒔 Dimana:
𝑅 = istirahat yang dibutuhkan dalam menit
𝑇 = Konsumsi energi rata – rata untuk bekerja dalam kalori/menit
𝑆 = pengeluaran energi rata – rata yang direkomendasikan dalam kalori/menit (biasanya 4 atau 5 kalori/menit)
2.6. Kurva Pemulihan
Untuk menghindari kerugian pengukuran pekerja ketika bekerja dapat digunakan perubahan tingkat denyut selama pemulihan. Kurva pemulihan tingkat denyut jantung menunjukkan:
1. Tekanan fisiologis 2. Aptitude fisik dari subjek 3. Keberadaan kelelahan fisiologis
4. Kelelahan fisiologis saat rangkaian periode kerja diamati Dengan melakukan pengukuran pada titik dapat ditunjukkan bahwa,
1. Untuk pemulihan normal: pengurangan dari denyut pertama ke denyut ketiga sama atau lebih besar dari 10 denyut/menit. Ketiga denyut nadi sama atau lebih kecil dari 90 denyut/menit.
2. Tanpa pemulihan: penurunan dari denyut pertama ke denyut ketiga sama atau lebih kecil dari 10 denyut/menit. Denyut nadi ketiga lebih dari 90 denyut/menit.
2.7. Menentukan Waktu –Waktu dengan Metode Fisiologis
Waktu baku biasanya ditentukan dengan time study. Data waktu baku atau penentuan awal data waktu yang umum, sehingga operator kualitas rata –rata terlatih dan berpengalaman dapat berproduksi pada level sekitar 125% (???) insentif diberikan. Diharapkan bahwa hampir 90% dari operator yang dapat bekerja pada performa 100% dengan jauh lebih mudah daripada pekerjaan lainnya. Sebagai hasilnya mungkin berupa orang yang (???) hingga 160% menggunakan energy expenditure yang sama dengan orang yang performanya hanya 110 – 115%. Waktu baku ditentukan dengan tugas, pekerjaan yang spesifikasi dan jenis dimensinya.
Pengukuran fisiologis dapat digunakan untuk membandingkan cost energy pada suatu pekerjaan yang memenuhi waktu baku, dengan pekerjaan yang serupa yang tidak baku, tetapi perbandingan harus dibuat untuk orang yang sama. Dr. Lucien Brouha telah membuat tabel klasifikasi beban kerja, dalam reaksi fisiologi, untuk menentukan berat
Tabel 2.1 Klasifikasi Beban Kerja Dan Reaksi Fisiologis (Oxygen consumtion) Work load Oxygen consumtion
liters per minute
Energy expenditure in calories per minute
Heart rate during work in bets per minute
Light 0.5 – 1.0 2.5 – 5.0 60 – 100
Moderat 1.0 – 1.5 5.0 – 7.5 100 – 125
Heavy 1.5 – 2.0 7.5 – 10.0 125 – 150
Very Heavy 2.0 – 2.5 10.0 – 12.5 150 – 175
2.8. Tingkat Energi
Terdapat 3 tingkat fisiologi yang umum, yaitu istirahat, limit kerja aerobik, dan kerja aerobik. Pada tahap istirahat, pengeluaran energi yang diperlukan untuk mempertahankan kehidupan tubuh yang disebut tingkat metabolis basal. Hal tersebut mengukur perbandingan oksigen yang masuk dalam paru – paru dengan karbondioksida yang keluar. Berat tubuh dan luas permukaan adalah faktor penentu yang dinyatakan dalam kilokalori/area, permukaan/jam. Rata – rata manusia yang memiliki berat 65 kg dengan mempunyai area permukaan 1,77m2 memerlukan energi sebesar 1 kilokalori per menit.
Kerja disebut aerobik bila suplai oksigen pada otot sempurna. Jika suplai tidak sempurna, sistem akan kekurangan oksigen dan kerja menjadi anaerobik. Hal ini dipengaruhi oleh aktivitas fisiologi yang dapat ditingkatkan melalui latihan.
2.9. Aktivitas Manusia
Tabel 2.2 Aktivitas Manusia Energi
(kkal/menit)
1 2.5 5 7.5 10
Detak
(jantung/menit)
60 75 100 125 150
Oksigen (liter/menit)
62 0.5 1 1.5 2
Metabolisme Basal
Kerja ringan Jalan
(6.5 kph) Kerja berat Naik pohon
Istirahat Duduk
Angkat roda 100kg
Membuat tungku
Tidur Mengendarai mobil
Bekerja di tambang
Berjalan di Bulan
2.10.Klasifikasi Beban Kerja dan Reaksi Fisiologi
Tabel 2.3 Klasifikasi Beban Kerja dan Reaksi Fisiologi (Energy expenditure) Pekerjaan
undully Heavy Energy expenditure Detak
jantung Konsumsi energy Kkal/menit Kkal/8 jam Detak/menit Liter/menit Undully Heavy >12.5 >6000 >175 >2.5 Very Heavy 10.0 – 12.5 4800 – 6000 150 – 175 2.0 – 2.5 Heavy 7.5 – 10.0 3600 – 4800 125 – 150 1.5 – 2.0 Moderate 5.0 – 7.5 2400 – 3600 100 – 125 1.0 – 1.5
Light 2.5 – 5.0 1200 – 2400 60 – 100 0.5 – 10.0
Very light <2.5 <60 <60 <0.5
2.11 Fatigue
Fatigue adalah suatu kelelahan yang terjadi pada syaraf otot – otot manusia sehingga tidak dapat berfungsi lagi sebagaimana mestinya.
Makin berat beban yang dikerjakan dan semakin tidak teraturnya pergerakan, maka timbulnya fatigue akan lebih cepat. Timbulnya fatigue ini perlu dipelajari untuk menentukan tingkat kekuatan otot manusia, sehingga kerja yang akan dilakukan atau dibebankan dapat sesuai dengan kemampuan otot tersebut.
Ralph M. Barnas, menggolongkan kelelahan dalam 3 bagian yaitu:
1. Perasaan lelah.
2. Kelelahan karena perubahan fisiologi dalam tubuh.
3. Menurunnya kemampuan kerja.
Pada dasarnya kelelahan terjadi jika kemampuan otot telah berkurang dan mengalami puncaknya bila otot tersebut sudah tidak mampu lagi bergerak (kelelahan sempurna).
Faktor – faktor yang mempengaruhi fatigue:
1. Besarnya tenaga yang dikeluarkan 2. Kecepatan
3. Cara dan sikap melakukan aktivitas 4. Jenis olahraga
5. Jenis kelamin 6. Umur
Fatigue dapat diukur dengan:
1. Mengukur kecepatan denyut jantung dan pernafasan.
2. Mengukur tekanan darah , peredaran udara dalam paru – paru, jumlah oksigen yang digunakan, jumlah karbondioksida yang dihasilkan, temperatur badan, komposisi dalam urine dan darah.
3. Menggunakan alat penguji kelelahan, Riken Fatigue Indicator dengan ketentuan pengukuran elektroda logam tes variasi perubahan air liur (salva) karena lelah.
III. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1 Pengumpulan Data
1. Data denyut nadi sebelum percobaan I dan pada saat melakukan percobaan I
2. Data denyut nadi pada periode pemulihan (RecoVery Period) pada percobaan I.
3. Grafik angle tangan percobaan I dalam 3 sample tiap 30 detik.
4. Rekapitulasi data pasco percobaan I (suhu, suara, dan intensitas cahaya).
5. Data denyut nadi sebelum percobaan II dan pada saat melakukan percobaan II
6. Data recovery period percobaan II.
7. Rekapitulasi data pasco percobaan II (suhu, suara, dan intensitas cahaya)
3.2 Pengolahan Data
1. Data dari percobaan I, buat grafik yang menunjukkan hubungan antara heart rate terhadap waktu (menit) dalam 1 grafik.
2. Buat grafik kurva pemulihan dan garis siklus kerjanya untuk percobaan I.
3. Dari data percobaan II, buat grafik yang menunjukkan hubungan antara heart rate terhadap waktu (menit).
4. Menentukan intensitas grafik tertinggi dan terendah pada percobaan I dan II dari
4.4.1 Suhu 4.4.2 Suara
4.4.3 Intenssitas cahaya 4.4.4 Angle tangan
5. Buatlah grafik pemulihan percobaan I 6. Buatlah grafik pemulihan percobaan II
IV. ANALISIS
4.1 Dari data grafik yang ada pada 3.2:
4.1.1 Bandingkan perbedaan yang terjadi pada intensitas heart rate maupun lamanya periode pemulihan.
a. Pada percobaan I dengan heart rate sebelum percobaan.
b. Pada percobaan II dengan heart rate sebelum percobaan.
4.1.2 Bandingkan perbedaan yang terjadi pada konsumsi energi maupun lamanya pemulihan pada percobaan I dengan percobaan II.
4.1.3 Interpresikan kurva pemulihan pada pemulihan percobaan I dengan percobaan II.
4.1.4 Jelaskan munculnya fatigue (kelelahan) pada percobaan ini.
4.1.5 Analisis hubungan percobaan I dan percobaan II dengan pengaruh keadaan ruangan (suhu, suara dan intensitas cahaya).
V. ALAT DAN BAHAN 1. Gergaji besi
2. Alat pengukur denyut nadi (pulse meter) 3. Stopwatch
4. Aplikasi SPARKvue 5. Treadmill
VI. PROSEDUR PRAKTIKUM Percobaan I
Pengukuran dengan aplikasi SPARKvue sebagai Akibat Perubahan Fisiologi
(Proses Pemotongan) A. Prosedur Praktikum
1. Ukur denyut nadi dan kadar oksigen sebelum percobaan dimulai.
2. Ukur suhu, suara dan intensitas cahaya
3. Pada saat akan melakukan Proses Pemotongan, operator di ikatkan dengan alat ukur gerakan dan pulse oximeter yang telah disiapkan oleh asisten laboratorium
4. Hubungkan dengan aplikasi SPARKvue agar terlihat hasil gerakan yang akan diukur
5. Setelah tersambung lakukan Proses Pemotongan (3 kali sampling) dan amati yang terjadi pada aplikasi SPARKvue tiap 30 detik.
6. Disamping itu operator juga harus memperhatikan pulse oximeter yang terpasang pada operator pada saat proses pemotongan berlangsung untuk mengetahui Jumlah konsumsi energy dan oksigen yang terpakai selama sebelum dan sesudah pemotongan selesai (dengan cara dicatat setiap menitnya)
B. Sensor Angle
1. Buka aplikasi SPARKvue pada desktop
Gambar 3.1 Icon Software SPARKvue
2. Pastikan semua alat peraga sudah siap digunakan oleh asisten laboratorium
3. Pasang alat peraga “goniometri” sesuai arahan aslab
4. Pada menu SENSOR dibagian kanan pilih menu Angle sensor lalu klik “Angle 1”
5. maka munculah tampilan diagram Grafik.
6. Pilih tombol “Start” berwarna hijau yang ada dikiri bawah lalu, Lakukanlah pengambilan data sesuai data praktikum yang ingin diperoleh.
7. Jika ingin melakukan data dengan 2 s/d 5 kali ujicoba maka cukup dengan menekan tombol “Stop” pada bagian kiri bawah lalu tekan Start lagi seperti awal. Maka akan muncul data baru degan
perbedaan perubahan warna.
8. Jika data sudah cukup, maka tekan Stop untuk berhenti.
9. Untuk melihat data dengan jenis tampilan Digital, Tabel, dan Meter. Maka cukup menekan tanda panah arah kanan yang ada dibagian pojok kanan bawah.
10. Ubahlah nama akivitas praktikum anda pada setiap jenis tampilan dengan cara mengKlik kotak menu setting yang tertera pada gambar, lalu pilih menu Manage Data → Manage Runs
→ →
11. Setelah meng Klik menu manage run maka akan muncul tampilan seperti dibawah ini → lalu pilih menu Choose Run To Name → ganti nama Run sesuai dengan uji coba kalian
→ →
12. Simpan hasil percobaan dengan cara meng Klik tanda Share pada bagian kanan atas lalu pilih menu “Save SPARKlab AS”
13. Save/simpan ke tempat atau folder yang sudah disediakan oleh asisten lab
14. Pisahkan data yang sudah diambil satu persatu untuk dikelola dalam laporan praktikum dengan cara memisahkannya yaitu : buka kembali menu SPARKvue ➔ lalu pilih menu Open a File
15. Cari Experimen/ hasil percobaan yang telah anda simpan/buat, lalu pilih open
16. Maka akan muncul tampilan seperti berikut, lalu pilih open
17. Hilangkan tanda Ceklis pada kotak menu kotak Run
→
18. Maka akan munculan tampilan seperti gambar dibawah
→
19. Lalu pilih menu Screenshoot seperti pada gambar dibawah untuk memisahkan Run 1/Aktivitas 1 pertama anda
→ Sebelum dihilangkan tanda Ceklis
Sesudah dihilangkan tanda Ceklis
20. Lakukan cara tersebut sampai dengan seluruh Aktivitas yang anda buat selesei, maka akan muncul gambar seperti dibawah ini
21. Lakukan cara tersebut hingga semua jenis tampilan dapat dipisah untuk dijadikan pengolahan data sampai muncul gambar seperti ini
22. Simpanlah hasil screnshoot kalian dengan cara, klik menu share → pilih menu Export Journal → save/ simpan ditempat yang telah ditentukan oleh asisten lab
C. Sensor Temperatur, Suara dan Cahaya Sensor Suara, Temperatur dan Cahaya
1. Buka aplikasi SPARKvue pada desktop
2. Pastikan semua alat peraga sudah siap digunakan oleh asisten laboratorium
3. Pada menu SENSOR dibagian kanan pilih menu Angle sensor lalu klik “Temperature Light and Sound ” → pilih menu Sound Level
• Maka akan muncul tampilan grafik yang sama seperti Sensor Angle, namun hanya berbeda pada angka grafiknya
• Untuk langkah Selanjutnya, Lakukan sama seperti Langkah Sensor Angle.
• Lakukan cara tersebut untuk pengambilan data Sensor Temperatur dan Cahaya
