X-14
Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Pria
dengan Metode Posture Evaluation Index (PEI)
dalam Virtual Environment
Boy Nurtjahyo Moch1
Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok
Email: 1[email protected]
Erlinda Muslim2, Zulkarnain3
Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok Email: 2[email protected], 3[email protected]
Abstrak. Penelitian ini mengkaji aspek ergonomis dari sepeda UI dalam virtual environment. Analisis dilakukan dengan menggunakan software Jack 6.0. Metode evaluasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Posture Evaluation Index (PEI) yang mengintegrasikan hasil analisis dari tiga buah metode: Lower Back Analysis (LBA), Ovako Working Posture Analysis (OWAS), dan Rapid Upper Limb Assessment (RULA). Tujuannya adalah mengevaluasi desain aktual sepeda UI dan mencari konfigurasi redesain paling ergonomis ditinjau dari tinggi stang dan tinggi sadel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain sepeda UI yang paling ergonomis adalah desain yang memiliki tinggi stang terbesar dan tinggi sadel terkecil karena memiliki nilai PEI terendah yaitu sebesar 1,799.
Keywords: Ergonomi, Virtual Environment, Posture Evaluation Index, LBA, OWAS, RULA
1. PENDAHULUAN
Sepeda merupakan salah satu alternatif alat transportasi yang hemat energi. Hal ini disebabkan karena sepeda termasuk moda transportasi yang tidak bermotor (non-motorized transporTask Analysis Toolkitsion atau NMT)sehingga tidak membutuhkan bahan bakar minyak (BBM).
Penggunaan sepeda sebagai alternatif moda transportasi dapat membantu mengurangi polusi udara yang terjadi akibat proses pembakaran bahan bakar minyak (BBM). Lebih lanjut, penggunaan sepeda akan turut mengurangi konsentrasi gas CO2 di atmosfir yang berpotensi meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca dan menyebabkan terjadinya pemanasan global (global
warming).
Pemanasan global (global warming) saat ini menjadi topik hangat di seluruh dunia. Hal ini disebabkan karena
pemanasan global memberikan dampak yang sangat berbahaya bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Dampak tersebut di antaranya adalah kenaikan permukaan air laut yang akan sangat mempengaruhi ekosistem pantai, ketidakstabilan iklim yang menyebabkan peningkatan curah hujan, dan pergeseran ekosistem yang berdampak pada penyebaran berbagai penyakit melalui air (waterborne diseases) atau vektor (vector-borne diseases).
Universitas Indonesia, sebagai lembaga yang inovatif, terstruktur dan terorganisir senantiasa berkomitmen untuk mencari solusi-solusi atas tantangan dan permasalahan global, termasuk di dalamnya masalah pemanasan global (global warming). Dengan maksud itulah, Universitas Indonesia melakukan penataan jalur hijau di dalam lingkungan kampus untuk menjadikan kampus UI sebagai kampus hijau yang berwawasan lingkungan atau green
campus. Salah satu upaya yang dilakukan untuk
pe di pe be ud un kh pa me int dil co sek un fre be de me ter 2. lan set ter ob lin sep me en da seb de dil pe me sel an da 3. dil 1. enetapan seped dalam kampus enggunaan ken erkurang sehing dara dan bahaya Selain mel ntuk mendukun husus sepeda anjang total enghubungkan terconnected a lengkapi deng ontain (pengisi kaligus. Fasilit nit dan dapat di
ee of charge ata Namun, pen elum didasari engan ergon elatarbelakang rhadap sepeda METODOL Untuk mela ngkah yang ha telah persiapa rhadap objek-o bjek utama be ntasan yang a peda. Langkah y emodelkan o nvironment dal an memposisik benarnya. Sete engan animasi y lakukan terhad engendara men encari nilai PE luruh animasi nalisis dan eva ari penelitian in HASIL DA Proses peran lakukan dalam Membuat l yang terdiri
a dan bis kunin s. Dengan adan ndaraan pribadi
gga dapat men a dari pemanas akukan penam ng kebijakan te di dalam ka sekitar 20 n pusat-pusat atau saling te gan stasiun, ian air minum tas sepeda yan igunakan oleh au gratis. nyediaan fasili dengan penel nomi. Hal i perlunya u UI. LOGI PENEL akukan penilit arus dilakukan an riset adal objek yang ad erupa sepeda ada, serta ant
yang dilaku bjek-objek te lam software j kannya sesuai elah aktivitas yang terdapat d dap dampak da ggunakan Jack EI dari tiap kon dengan setiap aluasi dilakuka ni. AN PEMBAH ncangan mod m beberapa taha ingkungan vir i atas model ng sebagai mo nya kebijakan i di dalam kam ngurangi tingk san global (glo mbahan jumla ersebut, UI me ampus UI De km, jalur kegiatan d erhubung. Jal pos, tempat m) dan banya g disediakan b mahasiswa UI
itas sepeda ole litian ilmiah y inilah yan untuk dilakuk
LITIAN
tian ini, terd n. Hal yg perta lah melakukan da di dunia n UI itu sendir tropometri da ukan beriku ersebut ke d
ack serta mem i dengan pos
mengendarai dalam software ari aktivitas ter k Task Analysis nfigurasi desai p konfigurasi d an untuk ditar HASAN del dengan s apan, yaitu: rtual (virtual sepeda dan m oda transportasi ini diharapkan mpus UI dapat kat pencemaran obal warming). ah bis kuning embangun jalur epok. Dengan sepeda ini di UI secara ur sepeda UI parkir, water ak unit sepeda berjumlah 1000 dengan sistem eh UI tersebut yang berkaitan ng kemudian kan penelitian dapat langkah-ama dilakukan n pengukuran nyata meliputi ri, kemiringan ari pengendara utnya adalah dalam virtual mbuat manekin stur yang ada sepeda dibuat e jack. Analisis rsebut terhadap s Toolkits serta in sepeda. Dari desain tersebut rik kesimpulan software Jack environment) model lintasan i n t n , r n i a I r a 0 m t n n n -n n i n a h l n a t s p a i , n k ) n se U so se la ba No. 1 G 2 R 3 R 4 R 5 R 6 G 7 G 8 T 9 R 10 R 11 B 12 S 13 B 14 B G 2. M hu di 3. M de pe m 4. M m se 5. M Se 4-5 No esuai dengan Untuk model oftware SolidW epeda UI yan angsung. Seper awah ini. Tabel 1: Nama Garpu depan (fork Rangka tegak dep Rangka utama ata Rangka utama ten Rangka utama baw Garpu belakang h Garpu belakang d Tuas pedal (crank Roda gigi depan (c Roda gigi belakan Ban depan/ ban b Stang (handlebars Batang stang Batang sadel (sea Gambar 1: Pemb Membuat mod uman) berda ikumpulkan. Menyesuaikan p engan aktivit embuatan mo model manusia t Membuat sistem merepresentasik ebenarnya Memberikan gay eminar Nasio ovember 200 konfigurasi m sepeda dibuat Works berda ng diperoleh rti terlihat pada
Data Spesifika Komponen k ) an (head tube ) s (top tube ) ngah (seat tube ) w ah (down tube ) orizontal (chain s iagonal (seat stay k ) chainwheel ) g (freewheel ) elakang (tyres ) s ) t post ) buatan Model S el manusia v asarkan data postur model m tas mengend del manusia terlihat pada ga m animasi (a kan aktivita ya (force) pada onal Sistem P 9, Yogyakarta model desain s t dengan men sarkan data dari hasil p a tabel 1 dan g asi Sepeda UI Panjang 41 12 50 38 ) 61 stay ) 44 y ) 44 13 ‐ ‐ ‐ 58 16‐26 5‐21 Ukur Sepeda (virtua virtual/maneki a antropome manusia (mane arai sepeda. dan peyesuai ambar 2. animation sys as berseped
a kaki dan bahu
roduksi – IX a, Indonesia X-15 sepeda UI. nggunakan spesifikasi pengukuran ambar 1 di Diameter 3.03 3.03 3.98 3.03 4.61 2.39 2.39 ‐ 15 5.73 ‐ 11.45 31 2.39 2.39 2.39 an (cm) al bike) in (virtual etri yang kin) sesuai Tahapan ian postur tem) yang da yang u.
G 6. me be va ha da Gaya merepresent dilakukan o secara mera gaya ini persamaan: Fp = (F dimana sepeda x pe Rrb = jari-belakang, da Semen merepresent pengendara sebesar 4 kg bahu pengen Gambar 2: Pem Menjalankan manusia (m Analysis Too Tahapan a enentukan ko erdasarkan pen ariabel tinggi st asil konfiguras apat dilihat pad
yang tasikan ga
oleh pengend ata pada kedua dapat dihitu
Frb x Rgd x Rrb
Frb = Fsepe ercepatan seped
-jari roda bel an Ltp = panjan ntara itu, gaya
tasikan beban di punggungn g dan terdistri ndara. mbuatan Model Postur Mode n simulasi dan manekin) denga olkits. awal pada onfigurasi m nambahan sebe tang dan tinggi si model desa da tabel 2 di baw diberikan aya kayuh dara. Gaya in a kaki pengend ung dengan b) / (Rgb x Ltp) eda + fs, Fsep da, Rgd = jari-lakang, Rgb ng tuas pedal a yang diberik n tas yang nya. Beban in ibusi secara m l Manusia dan el Manusia n menganalisis an menggunak pengolahan model desain esar 5 cm dan i sadel sepeda ain sepeda UI wah ini. pada kaki sepeda yang ni terdistribusi dara. Besarnya menggunakan ) (1) peda = massa -jari gir depan
= jari-jari gir
kan pada bahu dibawa oleh ni diasumsikan merata di kedua
Penyesuaian
kinerja model kan Jack Task
data adalah sepeda UI n 10 cm pada UI. Terdapat 9 I seperti yang i g i a n a , r u h n a l k h I a 9 g Ja dalam lower analys (RULA bersep 90% diguna oleh t NIOSH menila tulang postur kemun musku menga lengan M akan manus yang d mengh yang d de mr = a Me Prof. Marza Tujuan melaku Tabel 2: Konf
ack Task Ana penelitian ini
back analysis sis system (OW
A). SSP digun peda yang dib
dari total po akan untuk me tulang belakan H, yaitu 3400 ai kemungkina belakang. O r tubuh pengen ngkinan risiko uloskeletal. Se analisis anggot n, pergelangan Masing-masing memberikan sia (manekin) diberikan. Has hitung nilai PE dibuat dengan m PEI = I engan: I1 = LB amplification fa
etode PEI dik , Giuseppe ano, Ing. dari U n dari peng ukan optimalis figurasi Model alysis Toolkits adalah static s s tool (LBA),
WAS), dan rapi nakan untuk m berikan dapat opulasi penge enganalisis gay ng dan diband N. LBA juga an cidera yan OWAS digunak ndara secara k yang menyeba ementara itu, R ta tubuh bagia tangan, batang Jack Task An penilaian te dalam melaku sil ini kemudia EI dari setiap k menggunakan I1 + I2 + I3 . mr BA/3400 N, I2 = factor = 1,42 kembangkan o Di Gironimo University of Na ggunaan meto sasi terhadap b Desain Sepeda s yang akan trength predic ovako workin id upper limb a menilai apakah dilakukan ole endara yang ya kompresi ya dingkan denga a dapat diguna g mungkin te kan untuk me keseluruhan da abkan cidera p RULA diguna an atas yang t g tubuh, dan leh
nalysis Toolki erhadap kiner ukan aktivitas an akan diguna konfigurasi mo persamaan ber r (2) = OWAS/4, I3 = oleh Francesc o, Ph.D, dan Naples Frederic
ode ini adal berbagai konfig X-16 a UI digunakan tion (SSP), ng posture assessment h aktivitas h minimal ada. LBA ang dialami an standar akan untuk erjadi pada enganalisis an menilai pada sistem akan untuk terdiri dari her. its tersebut rja model bersepeda akan untuk odel desain rikut: = RULA/7, co Caputo, Adelaide co II, Italia. lah untuk gurasi fitur
ge un dis me an da Ta Ad me Lo Po As da dil K u eometri pada se ntuk mengev simulasikan d enggunakan so ngka indeks ya an kesehatan da Metode ini ask Analysis To dapun modul etode ini anta
ow Back Comp osture Analys ssesment (RUL
Rekapitulasi an perhitungan lihat pada tabe Tabel 3: Rek Gamb 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SSP >90% Konfig urasi YA ebuah stasiun valuasi postu dalam virtua oftware Jack, s ang merepresen alam pekerjaan digunakan de oolkits yang te analisis yan ara lain Static
pression Analy sis (OWAS)
LA).
hasil analisis n nilai PEI unt l 3 dan gambar kapitulasi Hasil Toolk bar 3: Rekapitu Menanjak M 960 964 1018 915 933 963 809 926 956 Nilai L kerja. Metode ur kerja m al environmen sehingga meng ntasikan tingka n tersebut. engan memanf erdapat dalam ng dipertimba Strength Pre ysis (LBA), O dan Rapid Jack Task An tuk setiap kon r 3.
l Analisis Jack
kits
ulasi Nilai PEI Mendatar 1068 1124 1132 1002 1093 1113 969 1015 1020 O LBA ini digunakan manusia yang nt khususnya ghasilkan suatu at kenyamanan faatkan fungsi software Jack angkan dalam ediction (SSP) Ovako Working Upper Limb nalysis Toolkits nfigurasi dapat k Task Analysis 4 5 5 4 4 6 4 4 4 RULA OWAS
3
n g a u n i . m , g b s t s D memp aktivit setiap dilaku Namun konfig pada d OWAS postur untuk konfig G oleh m Dari g konfig cender stang. desain menga sadel. Se nilai P 6 deng cm. A ini ada 2,294 menun desain diguna Se desain 22 cm yang pada l lintasa karena dengan sehing tulang relatif D sepeda berada penggu penggu desain yang p A Se 4-5 No ari tabel 3 da unyai nilai S tas bersepeda konfigurasi m ukan oleh lebih n, nilai LBA gurasi mempun desain sepeda S untuk selur r tubuh pengen setiap konf gurasi desain ya Gambar 3 men masing-masing gambar 3 terseb gurasi model d rung menurun Sementara itu n dengan tin alami kenaikanelain itu, dari PEI yang paling
gan tinggi stan Adapun nilai PE
alah 2,250 pada pada penggu njukkan bahw n sepeda UI akan oleh peng ementara itu, n n konfigurasi 7 m dan tinggi sa dihasilkan ada lintasan menan an mendatar. N a postur tubu n menggunaka gga risiko cider
belakang dan f lebih besar. esain konfigur a UI yang ada a di antara dua unaan pada l unaan pada lin n sepeda UI yan paling ergono eminar Nasio ovember 200 apat dilihat b SP di atas 90 yang dilakuka model desain s h dari 90% po A dan RULA
nyai nilai yan yang digunak ruh konfigura ndara saat ber figurasi dan ang digunakan nunjukkan nila g konfigurasi m
but dapat dilih desain dengan n seiring deng u, nilai PEI u nggi stang y n seiring deng gambar 3 jug g besar dimilik g yaitu 17 cm EI yang dihas a penggunaan unaan di linta wa desain ko yang paling gendara pria. nilai PEI yang p 7 dengan tingg
adel minimum alah sebesar 1 njak dan 1,846 Nilai PEI yan uh pengendara an desain konfi
ra yang mungk n sistem mus
rasi 1 yang m a saat ini mem
titik ekstrim te lintasan mena ntasan mendata ng ada saat ini
mis, sehingga onal Sistem P 9, Yogyakarta ahwa setiap k 0% yang bera an dengan men sepeda UI ters opulasi pengen A untuk masi ng fluktuatif kan. Sementara asi adalah sam
rsepeda cende tidak tergant n. ai PEI yang model desain s at bahwa nilai tinggi sadel y gan pertambah untuk konfigur yang sama gan bertambah a dapat diketa ki oleh desain k
dan tinggi sad ilkan pada kon di lintasan men asan mendatar
nfigurasi 6 m tidak ergonom
paling kecil dim gi stang maksim m yaitu 11 cm. 1,799 untuk p 6 untuk penggu ng kecil ini d a pada saat gurasi 7 cende kin ditimbulka skuloskeletal p merupakan des mpunyai nilai ersebut yaitu 1 anjak dan 1,8
ar. Hal ini ber bukan merupa a masih dapat roduksi – IX a, Indonesia X-17 konfigurasi arti bahwa nggunakan sebut dapat ndara pria. ing-masing tergantung a itu, nilai ma karena erung tetap tung pada didapatkan sepeda UI. PEI untuk yang sama han tinggi rasi model cenderung hnya tinggi ahui bahwa konfigurasi del yaitu 21 nfigurasi 6 nanjak dan r. Hal ini merupakan mis untuk miliki oleh mum yaitu Nilai PEI enggunaan unaan pada disebabkan bersepeda erung tegak an terhadap pengendara sain aktual PEI yang ,844 untuk 876 untuk rarti bahwa akan desain dilakukan
X-18 perbaikan untuk mendapatkan desain yang lebih
ergonomis.
4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Desain aktual sepeda UI saat ini memiliki skor LBA sebesar 960 N untuk lintasan menanjak dan 1068 N untuk lintasan mendatar. Skor LBA yang masih dibawah Compression Action Limit berdasarkan standar NIOSH (3400 N) menunjukkan bahwa desain tersebut masih cukup aman dan memberikan risiko cedera pada tulang belakang yang relatif kecil. Sementara itu, skor OWAS yang diperoleh bernilai 3. Hal ini menunjukkan bahwa postur kritis pengendara yang akan dialami saat ini secara nyata membahayakan sistem muskoloskeletal manusia. Tindakan perbaikan perlu dilakukan sesegera mungkin. Kemudian skor RULA yang diperoleh bernilai 4. Dengan demikian perlu dilakukan investigasi lebih lanjut terhadap kemungkinan risiko cedera yang terjadi. Selain itu, perbaikan mungkin dibutuhkan untuk mengurangi risiko cedera yang terjadi. Nilai PEI untuk desain aktual ini bernilai 1,844 untuk lintasan menanjak dan 1,876 untuk lintasan mendatar. Nilai PEI ini bukan merupakan nilai yang terbaik bila dibandingkan dengan konfigurasi lain, sehingga potensi untuk melakukan perbaikan desain aktual sepeda UI ini masih ada. 2. Konfigurasi desain sepeda UI yang terbaik dari sisi
ergonomi untuk pengendara pria adalah konfigurasi ketujuh dengan melakukan perubahan pada tinggi stang dibandingkan kondisi aktualnya. Sepeda UI dengan konfigurasi terbaik tersebut memiliki spesifikasi tinggi stang yang mengalami penambahan 10 cm dibandingkan kondisi aktual menjadi 22 cm serta tinggi sadel yang sama dengan kondisi aktual yaitu sebesar 11 cm. Nilai PEI yang dihasilkan dari sepeda UI konfigurasi tersebut adalah sebesar 1,799 untuk lintasan menanjak serta 1,846 untuk lintasan mendatar di mana nilai PEI tersebut paling rendah dibandingkan konfigurasi desain sepeda UI lainnya baik untuk lintasan menanjak maupun mendatar sehingga menunjukan bahwa desain sepeda tersebut paling ergonomis berdasarkan metode Posture Evaluation
Index.
3. Terdapat beberapa faktor utama yang mempengaruhi nilai PEI pada pengendara pria saat mengendarai sepeda UI yaitu posisi tinggi stang, posisi sadel, jarak antara sadel dan stang, serta kondisi lintasan. Terdapat kecenderungan bahwa tinggi stang yang semakin
bertambah akan membuat nilai PEI semakin rendah sedangkan tinggi sadel yang semakin bertambah akan membuat nilai PEI semakin tinggi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa stang yang semakin tinggi akan membuat pengendara merasa lebih nyaman apabila dilihat dari nilai PEI yang diperoleh.
REFERENSI
Bridger, R.S. (2003). Introduction to Ergonomics (2nd ed.). New York: Taylor & Francis.
Caputo, F., Di Gironimo, G., & Marzano, A. (2006). Ergonomic Optimization of a Manufacturing System Work Cell in a Virtual Environment. Acta Polytechnica Vol. 46
No. 5/2006.
Di Gironimo, G., Martorelli, M., Monacelli, & G., Vaudo, G. (2001). Using of Virtual Mock-Up for Ergonomic Design. In: Proceed of The 7th
International Conference on “The Role of ExperimenTask Analysis Toolkitsion in the Automotive Product Development Process” – ATA 2001, Florence.
Helander, Martin. (2006). A guide to human factors
and ergonomics (2nd ed.). London: Taylor & Francis
e-Library.
Joyodiharjo, B.J. (2007). Desain sepeda alternatif
untuk komunitas pekerja kantor yang bersepeda. Bandung:
Institut Teknologi Bandung
Kalawsky, R. (1993a). The Science of Virtual Reality and Virtual Environments. Gambridge: Addison-Wesley
Publishing Company.
Kocabiyik, Elif. (2004). Engineering concepts in industrial product design with a case study of bicycle design. January, 2004. İzmir Institute of Technology,
Department of Industrial Design.
Karwowski, W., &Marras, W.S. (2003).
Occupational Ergonomic Principles of Work Design. Boca
Raton: CRC Press. Pg 25-1 – 26-12.
Keyserling, W. M. (2004). OWAS: An Observational Approach to Posture Analysis. The University of Michigan. Määttä, Timo. (2003). Virtual environmentsin machinery
safety analysis. Finlandia: VTT Technical Research Centre
Seminar Nasional Sistem Produksi – IX 4-5 November 2009, Yogyakarta, Indonesia
X-19 Mark Sanders. S & Ernest J McCormick (1993),
Human Factor in Engineering and Design. Singapore:
MCGraw-Hill Inc
Pheasant, Stephen. (2003). Bodyspace:
anthropometry, ergonomics and the design of work.
London: Taylor & Francis e-Library.
Stanton, Neville.,Hedge, Allan.,& Brookhuis, Karel. (2004). Handbook of Human Factors and Ergonomics
Methods. Boca Raton: CRC Press
Wilson, David Gordon (2004). Bicycle Science (3rd ed.), Massachusetts: The MIT Press
Wilson, J.R. (1999). Virtual Environments and Applied Ergonomics.” Applied Ergonomics 30.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Boy Nurtjahyo adalah dosen di Program Studi Teknik
Industri, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok. Memperoleh gelar Magister di bidang Industrial Engineering dari Waine State University, USA pada tahun 1988. Area penelitian yang dilakukan meliputi aspek organisasi dalam industri, permodelan sistem dan simulasi, dan human factors (ergonomi). Hasil penelitian sudah dibuat dibeberapa jurnal nasional.
