APLIKASI TEKNOLOGI DIGITAL PROTOTYPING PADA REVERSE ENGINEERING PROTESA ATAS LUTUT PADA KLINIK ORPROS T

(1)

APLIKASI TEKNOLOGI DIGITAL PROTOTYPING

PADA REVERSE ENGINEERING PROTESA ATAS LUTUT

PADA KLINIK ORPROS’T

TUGAS AKHIR

Oleh

Isradiansyah Indra W.S 0900804631 Gelar Garjito 0900834136 Budiannisa Rahmatina 0900834180

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS BINA NUSANTARA

JAKARTA

2010

(2)

APLIKASI TEKNOLOGI DIGITAL PROTOTYPING

PADA REVERSE ENGINEERING PROTESA ATAS LUTUT

PADA KLINIK ORPROS’T

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana pada

Fakultas Sains dan Teknologi Jurusan Teknik Industri Jenjang Pendidikan Strata 1

Oleh

Isradiansyah Indra W.S 0900804631 Gelar Garjito 0900834136 Budiannisa Rahmatina 0900834180

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS BINA NUSANTARA

JAKARTA

2010

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini sesuai dengan waktunya.

Laporan tugas akhir ini dibuat berdasarkan observasi dan penelitan dari pengamatan langsung hasil pengumpulan data-data dilapangan. Laporan ini dibuat sebagai salah satu persyaratan kelulusan penulis untuk memperoleh gelar sarjana pada jurusan Teknik Industri, Universitas Bina Nusantara. Penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu perkembangan produk bagi beluruh orang yang membacanya.

Pada kesempatan ini pula penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada :

- Tuhan YME yang telah memberikan rahmat dan anugerahNya yang melimpah, sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai atas izinNya .

- Orang tua kami yang selalu memberi kami kasih sayang, dukungan moral, ilmu, materi dan doa yang tiada henti-hentinya hingga takkan mungkin terbalas.

- Bapak Prof. Dr. Ir. Harjanto Prabowo, MM selaku Rektor Universitas Bina Nusantara

- Ibu Dr. Ho Hwi Chie, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Bina Nusantara.

(4)

- Ibu Ketut Gita Ayu, Msie, selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Industri Universitas Bina Nusantara.

- Ahmad Juang Pratama, ST.,Msc. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang sudah meluangkan banyak waktunya untuk senantiasa membantu dan membimbing penulisan laporan dari awal penelitian hingga selesai.

- Seluruh dosen Teknik Industri yang telah memberi bantuan, masukan, dan pelajaran akan banyak hal.

- Bapak Tardi yang telah memberi banyak pengetahuan dan bersedia meluangkan waktu untuk membimbing kami selama penelitian di Klinik ORPROS’T

- Bapak Profesor Nurul Taufikur dan Bapak Agus yang bersedia berbagi ilmu dan berdiskusi di PUSPITEK

- Mama Len yang telah membuka jalan dalam pencarian Informasi di ORPROS’T

- Adrian Pratama selaku konsultan pemilihan material logam

- Senior kami terutama Adit dan Ganyong yang telah banyak memberikan masukan dan support.

- Teman-teman Teknik Industri Bina Nusantara yang telah bersama-sama berjuang bahu membahu dalam masa-masa perkualiahan. Almanda Pohan, Anita Haditono, Soraya Fauziah, Kumara Wregas, Randhy Tyadika, Evan,Eka Adi, Dyon, Indra Hanggaradi, Reza, Irma, Redhi, Tegar, Bima, Dhika.

- Mas Rio yang rela berbagi kamar demi kelangsungan pengerjaan skripsi kami. - Ibunya Edith yang megijinkan kami mengacak-acak kamar anaknya.

(5)

- Jeane Stavia, Edith Anindita, dan Mas Sigit yang selalu memberikan semangat, doa, serta bantuan yang sangat berarti.

- Terima Kasih Untuk Rabita atas kesediaannya tos-tosan Laptop.

- Terima kasih terutama untuk Reza, Kumara, Rahman, Randhy, dan Santriya atas bantuannya dalam pemecahan masalah dalam Skripsi ini.

- Junior kami yang telah menyelenggarakan Workshop Catia, ilmunya menjadi dasar dalam pengembangan desain produk kami.

- Semua pihak yang turut mendoakan dan membantu selama pembuatan skripsi ini.

Jakarta, Februari 2010

(6)

DAFTAR ISI

JUDUL LUAR i

JUDUL DALAM ii

HALAMAN PERSETUJUAN HARD COVER iii

HALAMAN PERNYATAAN DEWAN PENGUJI iv

HALAMAN PEMBERIAN HAK CIPTA NON EKSKLUSIF v

ABSTRAK vi

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI xi

DAFTAR GAMBAR xvi

DAFTAR TABEL xxiv

DAFTAR LAMPIRAN xxvi

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah 3

1.3 Ruang Lingkup 4

1.4 Tujuan dan Manfaat 4

1.4.1 Tujuan 5

1.4.2 Manfaat 5

(7)

1.5.1 Profil Perusahaan

1.5.2 Pelayanan dan Produksi 1.5.2.1 Konsultasi 1.5.2.2 Protesa 1.5.2.3 Ortosa 1.5.2.4 Ortopaedie Shoes 1.5.2.5 Walking Aids 1.5.2.6 Home Visit 1.5.2.7 Akomodasi 6 8 8 9 10 11 12 13 13

BAB 2. LANDASAN TEORI 14

2.1 Identifikasi Kebutuhan Pelanggan 14

2.1.1 SPSS 17

2.1.2 Spesifikasi Produk 20

2.1.3 Arsitektur Produk 27

2.1.4 Desain Industri 30

2.1.5 Desain Untuk Proses Manufaktur 35

2.1.6 Membuat Prototype 43

2.1.7 Penentuan Sampel 45

(8)

2.1.9 Struktur Produk 46

2.1.10 Bill Of Material (BOM) 47

2.1.11 Operation Process Chart 48

2.2 Reverse Engineering

2.2.1 Analytical Hierarchy Process 2.3 Pengukuran Antropometri Tubuh

2.3.1 Data Antropometri 2.4 Gait Cycle

2.4.1 Pemrosesan Urutan Gait Cycle 2.4.2 Fase Gait Cycle

2.6 Prostetik

2.6.1 Fungsi Umum

2.6.2 Prosedur Pelaksanaan Protesa 2.7 Transfomeral Amputasi

2.7.1 Idial Stump 2.8 Pedoman Desain Protesa

2.9 Computer Aided Design / Computer Aided Engineeering 2.9.1 Digital Prototyping 2.9.2 CATIA 2.9.2.1 Program CATIA 2.9.3 Autodesk Inventor 49 51 53 54 55 57 59 66 66 67 72 73 74 77 77 79 79 82

(9)

2.10 Dynamic Alignment 2.11 Yield Engineering 2.12 Pengujian 2.13 Kekuatan tarik 2.13.1 Penjelasan 2.13.2 Konsep 86 90 92 93 93 94

BAB 3. METODE PENELITIAN 101

3.1 Diagram Alir Penelitian 3.2 Penelitian Pendahuluan 3.3 Analisa Kebutuhan Pasar

3.3.1 Identifikasi Masalah 3.3.2 Studi Pustaka 3.3.3 Pengumpulan Data 3.3.4 Pengolahan Data

3.4 Reverse Engineering pada Protesa Atas Lutut Endoskeletal 3.4.1 Disassembly

3.4.2 Measure dan Test 3.4.3 Assembly

3.4.4 Digital Prototyping

3.5 Design For Manufacturing (DFM)

101 102 102 102 103 103 103 104 104 104 105 106 106

(10)

BAB 4. PENGUMPULAN, PENGOLAHAN, DAN ANALISIS DATA 107 4.1 Analisa Kebutuhan Pasar

4.1.1 Pernyataan Misi

4.1.2 Identifikasi Kebutuhan Pelanggan

4.1.2.1 Pengumpulan Data Identifikasi Kebutuhan Pelanggan 4.1.2.2 Menginterpretasikan Data Mentah Menjadi Kebutuhan Pelanggan

4.1.2.3 Menentukan Bobot Kepentingan Kebutuhan Pelanggan 107 107 109 109 110 111 4.1.3 Pembuatan Quality Function Deployment (QFD) 118

4.1.3.1 Penentuan Daftar Metrik 4.1.3.2 Identifikasi Spesifikasi Pesaing 4.1.3.4 Quality Function Deployment (QFD)

118 121 123 4.2 Reverse Engineering Pada Protesa Atas Lutut Endoskeletal 126

4.2.1 Disassembly 126

4.2.2 Measure and Testing 128

4.2.2.1 Penentuan Kriteria Seleksi pada AHP 128 4..2.2.2 Analisa Pesaing pada Fungsi Lutut 129 4.2.2.3 AHP pada Fungsi Lutut

4.2.2.4 Analisa Pesaing pada Fungsi Foot

132 140 143

(11)

4.2.2.5 AHP pada Fungsi Foot

4.2.2.6 Model Tiga Dimensi Polycentric Knee 4.2.2.8 Pengujian Desain Polycentric Knee 4.2.2.9 Pengujian Desain Trias Foot 4.2.3 Proses Assembly

4.2.3.1 Komponen Protesa Atas Lutut Endoskeletal 4.2.3.2 Model Tiga Dimensi Komponen Protesa 4.2.3.3 Model Tiga Dimensi Hasil Assembly

152 160 165 184 184 185 189 4.2.4 Tes Akhir

4.2.4.1 Analisa Gait Cycle

196 196 4.2.5 Virtual Prototyping

4.3 Arsitektur Produk 4.4 Desain Industri

4.5 Design For Manufacturing

4.5.1 Assembly Chart 4.5.2 Struktur produk

4.5.3 Bill Of Material

4.5.4 Operation Process Chart

206 215 217 222 222 225 226 227 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA 228 228 229 231

(12)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP 233

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Proses Konsultasi 8

Gambar 1.2 Produk protesa 9

Gambar 1.3 Produk ortosa 11

Gambar 1.4 Produk Ortopaedie shoes 11

Gambar 1.5 Produk walking aids 12

Gambar 2.1 SPSS 17

Gambar 2.2 SPSS Data Editor 19

Gambar 2.3 Variable Type 19

Gambar 2.4 Contoh Format QFD House Of Quality 25

Gambar 2.5 Contoh Skema Produk 28

Gambar 2.6 Contoh Function Diagram 29

Gambar 2.7 Bagan Reverse Engineering 50

Gambar 2.8 Expert Choice 53

Gambar 2.9 Antropometri Tubuh 55

Gambar 2.10 Menunjukkan Pembagian Gait Cycle (Blaya 2000) 56 Gambar 2.11 Interaksi antara Sistem Syaraf Pusat, Sistem Syaraf Tubuh &

Musculoskeletal Effector System (Vaughan, 1999)

58

Gambar 2.12 Persentase Siklus Pola Jalan (swilling, 2005) 60

(14)

Gambar 2.14 Fase Loading Response 61

Gambar 2.15 Fase Midstance 62

Gambar 2.16 Fase Terminal Stance 63

Gambar 2.17 Fase Pre-Swing 63

Gambar 2.18 Fase Initial Swing 64

Gambar 2.19 Fase Mid-Swing 65

Gambar 2.20 Terminal Swing 65

Gambar 2.21 Proyeksi 69

Gambar 2.22 Negatif Gips 70

Gambar 2.23 Positif Gips 70

Gambar 2.24 Komponen Protesa 76

Gambar 2.25 Simulasi Inventor 84

Gambar 2.26 Manufacturing Drawing Sheet Metal 85

Gambar 2.27 Assembly Design 86

Gambar 2.28 Posisi Statis 87

Gambar 2.29 Latihan Jalan Menggunakan Protesa 88 Gambar 2.30 Fittting & Penyelarasan 89 Gambar 2.31 Steel Stress vs Strain Khas Struktural Baja 94 Gambar 2.32 Stress vs Strain Curve Of a very atypicall of Alumunium 97 Gambar 2.33 Stres vs Strain Curve Of a very atypical Brittle Material 98

(15)

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian 101

Gambar 4.1 QFD Protesa Atas Lutut 123

Gambar 4.2 Protesa Atas Lutut Endoskeletal 126

Gambar 4.3 Shank adapter 127

Gambar 4.4 Adapter soket 127

Gambar 4.5 C- Leg 129

Gambar 4.6 Mauch Knee 130

Gambar 4.7 Total Knee 131

Gambar 4.8 Pairwise numerical comparisons kriteria harga 133 Gambar 4.9 Pairwise numerical comparisons kriteria teknologi 134 Gambar 4.10 Pairwise numerical comparisons kriteria kerumit 134 Gambar 4.11 Pairwise numerical comparisons kriteria fungsi 135

Gambar 4.12 Pairwise numerical comparisons kriteria informasi 136 Gambar 4.13 Pairwise numerical comparisons kriteria desain 137 Gambar 4.14 Pairwise numerical comparisons antar kriteria seleksi 138 Gambar 4.15 Hasil keseluruhan analisa AHP untuk knee joint 139

Gambar 4.16 AHP knee joint 140

Gambar 4.17 Trias Foot 141

Gambar 4.18 Cheetah Foot 142

(16)

Gambar 4.23 Pairwise numerical comparisons kriteria fungsi 147

Gambar 4.24 Pairwise numerical comparisons kriteria informasi 148

Gambar 4.25 Pairwise numerical comparisons kriteria desain 149

Gambar 4.26 Pairwise numerical comparisons antar kriteria 150

Gambar 4.27 Hasil keseluruhan analisa AHP untuk foot system 151

Gambar 4.28 Hasil AHP foot system 152

Gambar 4.29 Isometric view Polycentric knee 153

Gambar 4.30 Side view Polycentric knee 154

Gambar 4.31 Front view Polycentric Knee 154

Gambar 4.32 Back view Polycentric Knee 155

Gambar 4.33 Up view Polycentric Knee 155

Gambar 4.34 Down view Polycentric Knee 156

Gambar 4.35 Sistem pegas pada Polycentric Knee 156

Gambar 4.36 Isometric view Trias Foot 157

Gambar 4.37 Side view Trias Feet 157

Gambar 4.20 Pairwise numerical comparisons kriteria harga 144 Gambar 4.21 Pairwise numerical comparisons kriteria teknologi 145 Gambar 4.22 Pairwise numerical comparisons kriteria harga 146

(17)

Gambar 4.38 Front view Trias Foot 158

Gambar 4.39 Back view Trias Foot 158

Gambar 4.40 Top view Trias Foot 159

Gambar 4.41 Down view Trias Foot 159

Gambar 4.42 Polycentric Knee pada Inventor 2010 161

Gambar 4.43 Posisi normal 0 0 162

Gambar 4.44 Posisi 90 0 162

Gambar 4.45 Posisi ekstensi maksimal 160 0 163 Gambar 4.46 Tegangan pegas pada posisi normal 164

Gambar 4.47 Tegangan pegas pada posisi 90 0 164 Gambar 4.48 Tegangan pegas pada ekstensi maksimal 165

Gambar 4.49 Report simulasi Trias Feet sekarang 1 166 Gambar 4.50 Report simulasi Trias Feet sekarang 2 167 Gambar 4.51 Report simulasi Trias Foot sekarang 3 168

Gambar 4.52 Report simulasi Trias Foot sekarang 4 169 Gambar 4.53 Report simulasi Trias Foot sekarang 5 170

(18)

Gambar 4.55 Report simulasi Trias sekarang Foot 7 172

Gambar 4.56 Table material komponen usulan 174 Gambar 4.57 Report simulasi Trias Foot usulan 1 175 Gambar 4.58 Report simulasi Trias Foot usulan 2 176

Gambar 4.59 Report simulasi Trias Foot usulan 3 177 Gambar 4.60 Report simulasi Trias Foot usulan 4 178

Gambar 4.61 Report simulasi Trias Foot usulan 5 179 Gambar 4.62 Report simulasi Trias Foot usulan 6 180 Gambar 4.63 Report simulasi Trias Foot usulan 7 181

Gambar 4.64 Report simulasi Trias Foot usulan 8 182 Gambar 4.65 Bagian – bagian protesa atas lutut endoskeletal 185

Gambar 4.66 Model tiga dimensi soket 186

Gambar 4.67 Model tiga dimensi adaptor soket 186

Gambar 4.68 Model tiga dimensi rotator 187

Gambar 4.69 Model tiga dimensi shank 187

Gambar 4.70 Model tiga dimensi adaptor foot 188

(19)

Gambar 4.72 Sub Assembly 1 190

Gambar 4.73 Assembly 1 191

Gambar 4.78 Sub Sub Assembly 5 194

Gambar 4.81 Visual Fase Initial Contact produk 197 Gambar 4.82 Visual Fase Loading Response 198

Gambar 4.83 Visual Fase Midstance 199

Gambar 4.84 Visual Fase Terminal Stance 200

Gambar 4.85 Visual Fase Pre-Swing 201

Gambar 4.86 Visual Fase Initial Swing 203

Gambar 4.87 visual Fase Mid-Swing 204

(20)

Gambar 4.89 Gait Cycle Protesa Atas Lutut Endoskeletal 206

Gambar 4.90 Virtual Prototype 1 207

Gambar 4.91 Virtual Prototype 2 208

Gambar 4.98 Skema Produk 215

Gambar 4.99 Skema Produk dengan Chunk 216

Gambar 4.100 Assembly Chart Protesa Atas Lutut 222

Gambar 4.101 Assembly Chart Polycentric 223

Gambar 4.102 Assembly Chart Foot 224

Gambar 4.103 Struktur Produk Protesa Atas Lutut 225

(21)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Contoh Format Matriks Seleksi Pelanggan 14

Tabel 2.2 Contoh Format Wawancara 15

Tabel 2.3 Contoh Format Kebutuhan Pelanggan dan Derajat Kepentingan 20 Tabel 2.4 Contoh Format Daftar Metrik Kebutuhan 21

Tabel 2.5 Contoh Format Benchmarking 26

Tabel 2.6 Contoh Format Spesifikasi Target 26

Tabel 2.7 Perkiraan Daftar Material (Bill of Material) 37 Tabel 2.8 Contoh Format Perencanaan Prototipe 43

Tabel 2.9 Data Antropometri 54

Tabel 2.10 Data Antropometri Orang Indonesia 55

Tabel 4.1 Pernyataan Misi 108

Tabel 4.2 Kuesioner Identifikasi Kebutuhan Pelanggan 109

Tabel 4.3 Data Kebutuhan Pelanggan 110

Tabel 4.4 Kuesioner Bobot Kepentingan Kebutuhan Pelanggan 112

Tabel 4.5 Hasil Ringkasan Yang Diproses 115

Tabel 4.6 Statistik Reliabilitas 115

Tabel 4.7 Item Statistics 116

(22)

Tabel 4.9 Perbandingan Data Untuk Menentukan Validitas Data 117

Tabel 4.10 Kebutuhan Pelanggan Dengan Bobot Setelah Dikonversikan 117

Tabel 4.11 Penilaian Produk ORPROS’T terhadap Kebutuhan Pelanggan 119

Tabel 4.12 Daftar Metrik Kebutuhan 119

Tabel 4.13 Penilaian Produk ORPROS’T Terhadap Metrik Kebutuhan 120

Tabel 4.14 Data-data Spesifikasi Pesaing 121

Tabel 4.15 Penilaian Produk Pesaing Terhadap Kebutuhan Pelanggan 122

Tabel 4.16 Penilaian Produk Pesaing Terhadap Metrik 122

Tabel 4.17 Spesifikasi Target 125

Tabel 4.18 Rangkuman Hasil Simulasi 1 173

Tabel 4.19 Rangkuman Hasil Simulasi 2 183

Tabel 4.20 Tabel Selisih 184

Tabel 4.21 Kebutuhan Ergonomis Desain Industri 218

Tabel 4.22 Kebutuhan Estetis Desain Industri 219

Tabel 4.23 Penilaian dari Peranan Desain Industri 220

(23)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Tabulasi Data Derajat Kepentingan Kebutuhan Pelanggan 236

Lampiran II Nilai Rho 239

Lampiran III Nilai Rho 240

Lampiran IV Kuesioner Kebutuhan Pelanggan 241 Lampiran V Kuesioner Bobot Kebutuhan Pelanggan 242

Lampiran VI Cara Penggunaan Expert Choice 2000 243

Lampiran VII Pemodelan Tiga Dimensi 246

Lampiran VIII Surat Keterangan Penelitian 261