ANALISIS, PENGEMBANGAN DAN EVALUASI DESAIN GERGAJI LOGAM YANG DITINJAU DARI SEGI ERGONOMI SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana Teknik Industri
Oleh :
David Henry Widjaja 970601406
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2004
1
HALAMAN PENGESAHAN Tugas Akhir berjudul ANALISIS, PENGEMBANGAN DAN EVALUASI DESAIN GERGAJI LOGAM YANG DITINJAU DARI SEGI ERGONOMI Disusun oleh: David Henry Widjaja (NIM : 970601406) dinyatakan telah memenuhi syarat Pada tanggal : 07 Mei 2004 Pembimbing I,
Pembimbing II,
DM. Ratna T.D., S.Si., M.T.
B. Laksito P., S.T.
Tim Penguji: Penguji I,
DM. Ratna T.D., S.Si., M.T. Penguji II,
Penguji III,
L. Triani Dewi, S.T., M.T.
P. Wisnu A., S.T., M.T.
Yogyakarta, 31 Mei 2004 Universitas Atma Jaya Yogyakarta Fakultas Teknologi Industri Dekan,
Ign. Luddy Indra Purnama, M.Sc.
2
INTISARI
Gergaji logam (hack saw) merupakan salah satu peralatan yang cukup penting dan cukup sering digunakan di dalam industri-industri manufaktur yang masih menggunakan teknologi manual. Sebagai alat pemotongan benda-benda keras, gergaji logam sangat potensial menimbulkan kelelahan kerja yang tinggi karena memerlukan gaya potong yang besar serta gerakan yang berulang-ulang. Adanya ketidak nyamanan yang dirasakan penulis pada penggunaan gergaji logam konvensional di atas suatu sistem meja-tanggem menimbulkan ide untuk mengembangkan desain gergaji logam baru agar diperoleh peningkatan nilai-nilai ergonomis pada penggunaan gergaji logam tersebut. Melalui beberapa analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa ketidak nyamanan penggunaan gergaji logam konvensional yang terjadi disebabkan kurang tercukupinya momen gaya pada pencekaman tangan kiri pengguna serta adanya bentuk maupun posisi handle yang kurang nyaman dan aman. Terdapat beberapa keuntungan pada penggunaan gergaji logam baru berupa : penurunan total gaya aksi pada titik awal penggergajian sebesar 1,9217 N maupun titik akhir sebesar 6,5412 N, peningkatan kecepatan sebesar 21,8476%, penurunan konsumsi energi sebesar 38,3274% dan beberapa keuntungan ergonomis lainnya secara subyektif maupun kualitatif.
3
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah Teknologi dilakukan
manufaktur
dengan
mesin,
pada
saat
tetapi
masih
ini
dominan
cukup
banyak
industri yang menggunakan teknologi manufaktur dengan tangan/manual.
Pihak-pihak
tersebut
pada
umumnya
merupakan industri-industri manufaktur kecil yang belum memiliki
cukup
modal
otomatis
ataupun
untuk
otomatis
membeli penuh
mesin-mesin
semi
yang
relatif
lebih
peralatan-peralatan
manual
yang
mahal. Dari
antara
digunakan
oleh
industri-industri
tersebut,
gergaji
logam (hack saw) merupakan salah satu peralatan yang cukup
penting
industri
dan
cukup
manufaktur
sering
mendukung
digunakan. proses
Beberapa
penggunaan
peralatan ini dengan menyediakan sistem meja-tanggem untuk pencekaman benda kerja yang lebih stabil. Penggunaan gergaji logam sebagai alat pemotongan benda-benda kelelahan
keras
kerja
sangat
yang
potensial
tinggi
karena
menimbulkan
memerlukan
gaya
potong yang besar serta gerakan yang berulang-ulang. Ketidak nyamanan tersebut dirasakan juga oleh penulis ketika
melakukan
praktik
penggunaan
gergaji
logam
konvensional di atas sistem meja-tanggem Laboratorium Proses Produksi beberapa waktu yang lalu.
4
Adanya
permasalahan
menimbulkan logam
ide
untuk
konvensional
ketidak
nyamanan
mengembangkan
khusus
bagi
desain
penggunaan
tersebut gergaji di
atas
sistem meja-tanggem agar lebih ergonomis. Permasalahan sederhana ini menjadi menarik untuk diselesaikan ketika terdapat beberapa pendapat subyektif yang bersifat pro maupun
kontra
terhadap
konsep
desain
gergaji
pengembangan.
1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang seperti di atas maka dapat dirumuskan adanya permasalahan ketidak nyamanan pada
penggunaan
sistem
gergaji
meja-tanggem,
logam
sehingga
konvensional dilakukan
di
atas
pengembangan
desain gergaji logam baru agar diperoleh peningkatan nilai-nilai
ergonomis
pada
penggunaan
gergaji
logam
baru/hasil pengembangan tersebut.
1.3. Tujuan a. Menganalisis mekanika gaya gergaji logam lama. b. Mengembangkan desain gergaji logam baru. c. Membuat prototipe gergaji logam baru. d. Menganalisis mekanika gaya gergaji logam baru. e. Mengevaluasi nilai-nilai ergonomis desain gergaji logam lama dan baru.
5
1.4. Lingkup Pembahasan/Masalah Oleh
karena
adanya
keterbatasan
biaya,
tenaga
serta
waktu penelitian maka lingkup permasalahan yang akan dibahas di dalam tugas akhir ini dibatasi dan dapat
dijelaskan
permasalahan
berdasarkan
elemen-elemen
sebagai berikut:
1.4.1. Produk yang dikembangkan Pembuatan prototipe pengembangan produk di dalam tugas akhir ini dilakukan dengan memodifikasi gergaji logam yang telah ada sebelumnya. Namun, oleh karena produk gergaji logam yang terdapat di pasaran saat ini memiliki
jenis,
bahan,
dan
desain
yang
berbeda-beda
maka proses pengembangan hanya dilakukan pada produk gergaji logam konvensional di pasaran yang telah umum digunakan, yaitu gergaji logam merk BBC yang memiliki handle berbentuk pistol dan fungsi adjustable. 1.4.2. Benda kerja dan pisau gergaji yang digunakan Benda
kerja
yang
digunakan
di
dalam
setiap
percobaan dibatasi berupa pelat jenis mild steel dengan dimensi aktual 4 mm x 17 mm sedangkan pisau gergaji yang dipilih merupakan pisau gergaji baru merk sunflex dengan 18 tpi (teeth per inch). 1.4.3. Lokasi penelitian Lokasi pada
penelitian
sistem
Laboratorium Industri, dilakukan
dilakukan
meja-tanggem Proses
yang
Produksi,
dan
dibatasi
hanya
terdapat
di
dalam
Fakultas
Teknologi
Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Hal ini berdasarkan
pertimbangan
adanya keterbatasan biaya penelitian.
6
kepraktisan
serta
1.4.4. Segi penelitian Segi
penelitian
pengembangan
gergaji
yang ini
dilakukan
dibatasi
di
berdasarkan
dalam pokok
permasalahan yang hendak diselesaikan, yaitu penelitian terhadap kriteria ergonomi suatu produk. 1.4.5. Analisis yang digunakan Analisis yang akan digunakan adalah : a.
Analisis mekanika untuk mengetahui besarnya gaya aksi yang diperlukan pengguna pada setiap titiktitik baru
pencekaman (baik
handle langkah
penggergajian). secara sudut
awal
Berdasarkan
langsung, posisi
gergaji
digunakan
lengan
atas
logam
lama
maupun hasil
dan
akhir
pengukuran
asumsi-asumsi
besar
kiri
kanan
maupun
responden terhadap sumbu horisontal yaitu pada : -
Penggunaan gergaji lama, langkah awal, lengan atas kanan sebesar 70°
-
Penggunaan gergaji lama, langkah awal, lengan atas kiri sebesar 125°
-
Penggunaan gergaji lama, langkah akhir, lengan atas kanan sebesar 90°
-
Penggunaan gergaji lama, langkah akhir, lengan atas kiri sebesar 140°
-
Penggunaan gergaji baru, langkah awal, lengan atas kanan sebesar 75°
-
Penggunaan gergaji baru, langkah awal, lengan atas kiri sebesar 130°
7
-
Penggunaan gergaji baru, langkah akhir, lengan atas kanan sebesar 90°
-
Penggunaan gergaji baru, langkah akhir, lengan atas kiri sebesar 145°
b.
Analisis
anthropometri
untuk
mengetahui
dimensi-
dimensi pengembangan desain handle gergaji logam yang ergonomis. c.
Evaluasi
kecepatan
pemotongan
rata-rata
menggunakan metode Learning Curve untuk mengetahui perbandingan efektifitas penggunaan gergaji logam lama
dan
baru.
perhitungan
Pada
kecepatan
tahap
rata-rata
evaluasi
ini,
dilakukan
pada
pemotongan benda kerja ke-100 dengan asumsi adanya kesamaan hasil perhitungan melalui beberapa model Learning
Curve
pada
tingkat
tersebut
(Siswanto,
1988; hal 21). d.
Evaluasi fisiologis untuk mengetahui perbandingan efisiensi jumlah tenaga/kalori (berdasarkan detak jantung)
yang
dikeluarkan
responden
pada
penggunaan gergaji logam lama dan baru. Pada tahap evaluasi
ini
diasumsikan
tidak
terdapat
faktor-
faktor selain pengeluaran energi pemotongan yang mempengaruhi perubahan detak jantung responden. 1.4.6. Kriteria individu sebagai obyek penelitian Seorang individu sebagai obyek penelitian dipilih di dalam penelitian ini dengan kriteria : laki-laki, umur antara 20-40 tahun, tinggi badan antara 165-168 cm, dan merupakan pengguna gergaji logam yang belum pernah melakukan proses penggergajian di atas tanggem.
8
Kriteria laki-laki,
obyek
umur
penelitian
20
hingga
berupa
40
tahun,
jenis dan
kelamin pengguna
gergaji logam ditetapkan agar dapat merepresentasikan populasi tipe pengguna gergaji logam. Kriteria tinggi badan
antara
165
mengoptimalkan sistem badan
kenyamanan
meja-tanggem ini
hingga
Indrianingsih
obyek
yang
dilakukan (1997)
168
ditetapkan penelitian
tersedia.
berdasarkan yang
untuk
terhadap
Kriteria hasil
menyatakan
tinggi
penelitian
bahwa
ukuran
tinggi badan sebesar 165 cm, 166 cm dan 168 cm sesuai dengan tanggem
pekerjaan
menggergaji
Laboratorium
di
Proses
atas
sistem
Produksi,
meja-
Fakultas
Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 1.4.7. Frekuensi pengamatan Frekuensi pengamatan pada tahap evaluasi kecepatan dan
evaluasi
dengan
fisiologis
pertimbangan
penelitian.
Pada
dilakukan
keterbatasan
penelitian
ini
sebanyak tenaga
tidak
8
dan
kali waktu
dilakukan
uji
statistik untuk menguji kenormalan, keseragaman maupn kecukupan data.
1.5. Metodologi Penelitian 1.5.1. Data penelitian a. data pendekatan besar gaya-gaya penggergajian b. data dimensi gergaji logam lama c. data anthropometri obyek penelitian d. desain gergaji yang akan dikembangkan e. data waktu pemotongan menggunakan kedua gergaji f. data denyut jantung obyek penelitian pada penggunaan kedua gergaji
9
1.5.2. Alat dan bahan yang digunakan a. kerangka gergaji logam merk BBC b. pisau gergaji baru 18 tpi merk sunflex c. meja kerja beserta tanggem di Laboratorium Proses Produksi UAJY d. benda kerja (plat mild steel 4 mm x 17 mm) e. bendrat f. alat-alat tulis g. penggaris h. meteran pita i. busur derajat besar dan kecil j. neraca pegas 25 kg (merk ATS) dengan ketelitian baca 500 gr k. timbangan 5 kg (merk Stube) dengan ketelitian baca 20 gr l. benang ukur m. waterpas n. kaliper dengan ketelitian baca 0.05 mm o. kamera digital p. pipa (logam untuk handle tambahan) q. mesin las listrik r. peralatan chrome s. stopwatch 1.5.3. Cara penelitian a. Penelitian primer/langsung Pada
penelitian
ini
dikumpulkan
:
gambar
produk
gergaji logam yang hendak dikembangkan, data gayagaya
penggergajian
yang
diperlukan,
data
anthropometri obyek penelitian, data detak jantung obyek penelitian, dan data kecepatan pengerjaan.
10
b. Penelitian sekunder/tak langsung Pada
penelitian
mekanika,
ini
dikumpulkan
:
teori-teori
teori-teori
perancangan
produk,
rumus
pengukuran beban kerja berdasarkan denyut jantung, dan rumus perhitungan learning curve. 1.5.4. Tahap-tahap penelitian Penelitian yang dilakukan dalam Tugas Akhir ini terdiri dari beberapa tahap yang saling terkait. Tahaptahap penelitian tersebut adalah : a. mulai b. mengumpulkan
informasi
tentang
produk-produk
gergaji tangan c. melakukan
eksperimen-eksperimen
pendahuluan
untuk
mendapatkan data-data analisis mekanika d. menganalisis
mekanika
gaya
yang
diperlukan
pada
setiap titik pencekaman handle gergaji logam lama (baik langkah awal maupun akhir) e. mengumpulkan
data-data
anthropometri
yang
terkait
dengan penggunaan gergaji yang hendak dikembangkan f. mengembangkan
desain
dan
prototipe
gergaji
logam
baru g. menganalisis
mekanika
gaya
yang
diperlukan
pada
setiap titik pencekaman handle gergaji logam baru (baik langkah awal maupun akhir) h. mengevaluasi dibutuhkan
jumlah pada
kalori
penggunaan
dan
kecepatan
kedua
gergaji
yang untuk
memotong suatu logam yang distandarkan i. membandingkan
dan
membahas
kekurangan kedua gergaji tangan j. selesai
11
kelebihan
maupun
Tahap-tahap dijelaskan
penelitian
melalui
suatu
tersebut
diagram
alir
juga
dapat
seperti
Gambar 1.1.
Mulai
mengumpulkan informasi tentang produk-produk gergaji tangan
melakukan eksperimen-eksperimen pendahuluan untuk mendapatkan data-data analisis mekanika
menganalisis mekanika gaya yang diperlukan pada setiap titik pencekaman handle gergaji logam lama (langkah awal maupun akhir)
mengumpulkan data-data anthropometri yang terkait dengan penggunaan gergaji yang hendak dikembangkan
mengembangkan desain dan prototipe gergaji logam baru
A
Gambar 1.1. Diagram Alir Tahap-Tahap Penelitian
12
pada
A
menganalisis mekanika gaya yang diperlukan pada setiap titik pencekaman handle gergaji logam baru (langkah awal maupun akhir)
mengevaluasi jumlah kalori dan kecepatan yang dibutuhkan pada penggunaan kedua gergaji untuk memotong suatu logam yang distandarkan
membandingkan dan membahas kelebihan maupun kekurangan kedua gergaji tangan
Selesai
Gambar 1.1. Diagram Alir Tahap-Tahap Penelitian (lanjutan)
1.6. Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut: BAB 1 : PENDAHULUAN
13
Pendahuluan
berisi
perumusan
latar
masalah,
pembahasan/masalah, (penyusunan
belakang
masalah,
tujuan,
lingkup
metode
skripsi),
penelitian
dan
sistematika
penulisan. BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan pustaka berisi uraian singkat hasilhasil penelitian atau analisis terdahulu yang ada hubungannya dengan permasalahan yang akan ditinjau dalam skripsi. BAB 3 : LANDASAN TEORI Landasan teori berisi uraian sistematis dari teori yang ada pada literatur maupun penjabaran tinjauan
pustaka
yang
mendasari
pemecahan
masalah. BAB 4 : PROFIL DATA Profil data berisi data-data yang diamati dan akan dianalisis. BAB 5 : ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Analisis data dan pembahasan berisi analisis dan
pembahasan
terhadap:
mekanika
gaya
penggunaan gergaji lama dan baru, pengembangan desain dan prototipe, serta kecepatan dan beban kerja yang dibutuhkan pada penggunaan
gergaji
logam lama dan baru. BAB 6 : KESIMPULAN DAN USULAN Kesimpulan yang
berisi
merupakan
ringkasan jawaban
hasil
tujuan
penelitian penelitian.
Usulan berisi ide-ide mengenai langkah-langkah lanjut
untuk
perbaikan
dan
penelitian yang telah dilakukan.
14
pengembangan
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Terdahulu Terdapat beberapa penelitian terdahulu yang dapat dikaitkan dengan penulisan Tugas Akhir ini, yaitu: 2.1.1. Penelitian oleh Astuti (1985) Astuti (1985) menulis skripsi yang berjudul “Analisa untuk Perbaikan Pengaturan Waktu Kerja dengan Kriteria Hasil Kerja dan Kriteria Faali di Penerbit & Percetakan Pustaka Salman Bandung”. Pada skripsi tersebut, Astuti menyelidiki pengaruh pengaturan waktu/jadwal kerja di dalam
sistem
dengan
kerja.
menggunakan
Penelitian
dua
macam
tersebut
kriteria
dilakukan
uji,
yaitu:
kriteria hasil kerja yang diperoleh untuk mengetahui pengaruh seluruh kondisi kerja dalam sistem kerja, dan kriteria faali untuk mengetahui besarnya energi yang dikeluarkan di dalam memperoleh hasil kerja pada waktu yang bersesuaian. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa saat mulai kerja jam 06.00 lebih optimal dibandingkan dengan saat mulai kerja jam 07.00 dan jam 08.00. Untuk waktu istirahat
didapatkan
setelah
aktivitas
kerja
berlangsung selama 3 (tiga) jam pekerja perlu istirahat untuk mendapatkan pemulihan. Sedangkan jam kerja yang optimal berkisar dari saat mulai kerja sampai kira-kira jam 11.00 pada saat suhu belum begitu panas.
2.1.2.
Penelitian oleh Indrianingsih (1997)
Indrianingsih
(1997)
menulis
15
skripsi
yang
berjudul
“Analisis terhadap
Ergonomi Meja
Produksi
dan
Kerja
Teknik
Yogyakarta”.
Usulan
Bangku
pada
Industri
Pada
Rancangan
Laboratorium
Universitas
skripsi
Perbaikan
tersebut,
Proses
Atma
Jaya
Indrianingsih
melakukan beberapa tahap perancangan, yaitu: a. Analisis ergonomis untuk mengetahui faktor kelayakan dan efisiensi meja kerja yang ada di laboratorium Proses
Produksi
saat
itu
(tinggi
75
cm
di
atas
lantai) terhadap kondisi dan kebutuhan pemakainya (mahasiswa
Teknik
Industri
Universitas
Atma
Jaya
tahun 1996). b. Memperbaiki salah satu dari dua buah meja kerja yang sudah ada (tinggi bertambah menjadi 82 cm). c. Mengevaluasi dan membandingkan tingkat efisiensi dan produktivitas kerja kedua jenis meja kerja terhadap mahasiswa dengan tinggi di atas 165 cm. Berdasarkan menyimpulkan
penelitian
bahwa
ukuran
tersebut, tinggi
Indrianingsih
meja
yang
sesuai
dengan persentil pemakai akan mengurangi waktu kerja total
dan
penelitian
mengurangi lain
kelelahan
yang
juga
yang
penting
timbul. adalah
Hasil adanya
kesimpulan bahwa pengguna dengan tinggi badan 165 cm, 166 cm dan 168 cm sesuai dengan meja kerja baru yang memiliki tinggi 82 cm di atas tanah
2.2. Penelitian Sekarang Pada
skripsi
mengembangkan desain dipilih.
produk
desain
ini
gergaji
gergaji
Pengembangan
penulis
logam gergaji
logam
mencoba baru
untuk
berdasarkan
lama/konvensional terdiri
dari
yang
analisis
mekanika gaya pencekaman handle gergaji lama dan baru,
16
upaya
pengembangan
desain
gergaji
baru
hingga
tahap
prototipe, dan evaluasi serta perbandingan kecepatan pengerjaan
dan
jumlah
kalori
yang
dikeluarkan
(fisiologis) antara gergaji logam lama/konvensional dan gergaji logam baru/pengembangan. Melalui
skripsi
ini
diharapkan
diperoleh
suatu
pengembangan desain gergaji logam yang lebih ergonomis (efektif,
nyaman,
aman,
sehat,
efisien)
berdasarkan
penelitian-penelitian yang ditinjau dari segi ergonomi sehingga dapat meningkatkan produktivitas penggunanya.
2.3.
Perbedaan
Penelitian
Terdahulu
dan
Penelitian
Sekarang Berdasarkan beberapa tinjauan pustaka yang telah ditulis, dapat diringkas pokok-pokok perbedaan antara penelitian terdahulu dan penelitian sekarang. Pokokpokok perbedaan tersebut dapat dilihat pada tabel 2.1.
17
Tabel 2.1. Perbedaan Penelitian Terdahulu dan Penelitian Sekarang
kriteria
tujuan
Penelitian
Penelitian
Astuti (1985)
Indrianingsih (1997)
Penelitian sekarang
meneliti pengaruh
a. menganalisis kelayakan
faktor pengaturan
dan efektifitas meja
gergaji logam lama
waktu kerja/selang
kerja bangku lama
dan baru secara
waktu tertentu yang telah dijadwalkan untuk melaksanakan aktivitas kerja.
b. memperbaiki meja kerja bangku lama c. evaluasi tingkat
a. menganalisis produk
ergonomis b. mengembangkan prototipe desain
efisiensi dan
produk gergaji logam
produktifitas kerja
baru
pengguna kedua meja
c. mengevaluasi aspekaspek ergonomis gergaji logam lama dan baru
Tabel 2.1. Perbedaan Penelitian Terdahulu dan Penelitian Sekarang (lanjutan)
kriteria
obyek
Penelitian
Penelitian
Astuti (1985)
Indrianingsih (1997)
pekerja di Bagian
pengguna meja kerja bangku
Penelitian sekarang
Seorang individu yang
Setting Penerbit &
berpotensial menggunakan
Percetakan Pustaka
gergaji logam (hack saw)
Salman Bandung metode
- analisis kriteria operasional - analisis kriteria faali (fisiologis)
- analisis anthropometri
- analisis mekanika gaya
- evaluasi waktu
- analisis anthropometri
penyelesaian
- evaluasi
beban kerja
- evaluasi denyut jantung
(fisiologis) dan
- evaluasi tekanan darah
kecepatan yang dibutuhkan
Tabel 2.1. Perbedaan Penelitian Terdahulu dan Penelitian Sekarang (lanjutan)
kriteria
Data yang
-
digunakan
-
Penelitian
Penelitian
Astuti (1985)
Indrianingsih (1997)
data denyut
-
data anthropometri
jantung obyek per
mahasiswa FTI UAJY
menit pada saat
tahun 1996 (arsip Lab.
bekerja dan
APK)
istirahat
-
data waktu penyelesaian
data luas hasil
-
data denyut jantung
kerja
-
data tekanan darah
Penelitian sekarang
-
data-data dimensi gergaji
-
data-data mekanika gaya
-
data anthropometri obyek penelitian
-
data waktu pemotongan
-
data detak jantung obyek penelitian per menit pada bekerja
saat
BAB 3 LANDASAN TEORI
3.1. Gergaji Logam 3.1.1. Bagian-Bagian gergaji logam Gergaji
logam
(hacksaw)
digunakan
untuk
menggergaji metal. Menurut Krar dkk (1984; hal 123) gergaji logam tersusun dari tiga bagian utama, yaitu: kerangka, handle, dan pisau. Ketiga bagian ini dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Bagian-bagian Gergaji Logam (Krar dkk, 1984; hal 123)
Gambar 3.1. tersebut merupakan suatu contoh desain gergaji
logam
konvensional
yang
menggunakan
handle
berbentuk pistol dan kerangka yang bersifat adjustable. Sebuah
mur
sayap
(wing
nut)
di
belakang
kerangka
memudahkan penyetelan untuk mengencangkan pisau. Menurut
Burghardt
dkk
(1959;
hal
114)
selain
desain seperti di atas terdapat juga desain gergaji
21
logam lain dengan handle yang berbeda (horisontal) dan kerangka
yang
bersifat
solid.
Untuk
lebih
jelasnya
dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Gergaji Logam : Atas, Adjustable; Bawah, Solid (Burghardt dkk, 1959; hal 114)
Kerangka
solid
bersifat
mengakomodasi
pisau
dengan
lebih suatu
kaku
dan
panjang
hanya
spesifik
tertentu. Kerangka adjustable lebih umum digunakan saat ini
karena
berjangka
dapat 10
mengakomodasi
hingga
12
inchi
pisau (250
dengan
hingga
panjang
300
mm).
Panjang tersebut merupakan jarak antara dua pin yang menahan pisau gergaji pada tempatnya. Gergaji
logam
dengan
handle
berbentuk
pistol
(vertikal) diyakini memiliki desain yang lebih baik. Hal ini terjadi karena gaya yang diaplikasikan pada gerakan maju gergaji (gerakan potong) dilepaskan dalam lintasan
yang
searah
dengan
pisau
gergaji
tersebut
(Burghardt dkk, 1959; hal 114).
Pisau
gergaji
logam
dibuat
dari
molybdenum
kecepatan-tinggi atau baja logam-tungsten yang telah
22
dikeraskan
dan
ditemper.
pisau
solid
atau
keras
Pisau
solid
dikeraskan
Terdapat total,
dua
dan
seluruhnya
tipe,
pisau dan
yaitu:
fleksibel.
sangat
rapuh.
Pisau tersebut mudah patah jika tidak digunakan dengan benar.
Sedangkan
pada
pisau
fleksibel
hanya
bagian
giginya saja yang dikeraskan sementara bagian belakang pisau
bersifat
lentur
dan
fleksibel.
Walaupun
tipe
pisau fleksibel lebih bertahan dalam penggunaan yang salah dibandingkan pisau solid, pisau tipe ini lebih tidak bertahan lama untuk pemakaian umum. Pisau
solid
biasanya
digunakan
pada
kuningan,
baja alat, besi tuang, dan golongan yang lebih luas dari baja lunak sepanjang pisau tersebut tidak keluar lintasan ketika gerakan diaplikasikan. Pisau fleksibel dapat digunakan pada besi saluran, pipa, tembaga, dan alumunium mudah
sepanjang
patah
material-material
seperti
pada
tersebut
tidak
material
dengan
golongan
diproduksi
dalam
berbagai
campuran yang tipis. Pisau
gergaji
logam
pitches (gigi per inchi), seperti 14, 18, 24, dan 32. Pitch
ini
merupakan
faktor
terpenting
yang
harus
dipertimbangkan ketika memilih pisau yang tepat untuk sebuah pekerjaan. Suatu pisau dengan 18 gigi per inchi direkomendasikan untuk pemakaian umum. Ketika memilih suatu pisau, dipilih pisau yang sekasar mungkin untuk menyediakan cukup ruang bagi serupih dan untuk memotong suatu pekerjaan secepat mungkin.
Untuk mencegah terjepitnya daun gergaji di dalam potongan
gergaji,
maka
gigi-gigi
23
gergaji
dipasang
berselang seling atau daun gergaji bergelombang pada tempat gigi-gigi seperti pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Desain Gigi-gigi Gergaji Logam (Terheijden, 1971; hal 10)
Pada saat pemotongan, sedikitnya dua gigi pisau gergaji harus berhubungan dengan benda kerja sepanjang waktu.
Hal
ini
akan
melindungi
benda
kerja
dari
kemacetan antara gigi-gigi gergaji dan patahnya gigi gergaji tersebut. Krar dkk (1984; hal 124) merekomendasikan panduan pemilihan pisau gergaji sebagai berikut. -
Pisau 14 gigi/inchi untuk golongan luas bahan lunak.
-
Pisau 18 gigi/inchi untuk baja alat, karbon tinggi, dan baja karbon tinggi dan baja kecepatan tinggi.
-
Pisau
24
gigi/inchi
untuk
besi
siku,
kuningan,
tembaga, pipa besi, dan sebagainya. -
Pisau 32 gigi per inchi untuk pipa saluran, dan tabung tipis lainnya, logam lembaran.
Untuk dan
lebih
jelasnya,
penggunaan
pisau
perbandingan gergaji
diterangkan melalui gambar 3.4.
24
antara
yang
pemilihan
tepat
dapat
Gambar 3.4. Panduan untuk Memilih Pisau Gergaji yang Tepat (Krar dkk, 1984; hal 124)
25
3.1.2.
Metode
penggunaan
gergaji
logam
dan
petunjuk
pada saat penggergajiannya. Penggunaan gergaji logam dijelaskan oleh Burghardt dkk (1959; hal 117) dan Krar dkk (1984; hal 123-124) sebagai berikut: a. Sebelum
memulai
kembali
untuk
pemotongan
melihat
gergaji
bahwa
pisau
logam,
yang
cek
digunakan
telah tepat dan bahwa ujung gigi tersebut jauh dari handle. b. Cek dan setel ketegangan pisau sehingga pisau tidak dapat lentur atau bengkok dan gergaji logam siap untuk digunakan. c. Kuncilah benda kerja di dalam suatu tanggem atau klem
sedemikian
hingga
pemotongan
yang
terjadi
berjarak kira-kira ¼ inchi (6,35 mm) dari jepitan tanggem. d. Genggamlah
gergaji
Gambar 3.5. berdiri
tegak
logam
seperti
terlihat
pada
Ambilah posisi berdiri yang nyaman, lurus
dengan
kaki
kiri
sedikit
di
bagian
luar
di
depan kaki kanan. e. Mulailah
menggergaji
hanya
dan
sejajar pada suatu garis yang dituliskan sebelumnya. f. Jika gergaji tersebut tidak siap bergerak, kikirlah suatu
torehan
berbentuk
V
pada
titik
awal
untuk
membantu memulai pengikisan pada titik yang benar. g. Peganglah
gergaji
pada
suatu
sudut
sedemikian
sehingga akan menjaga sedikitnya dua gigi memotong pada
waktu
penggergajian
yang
bersamaan
tersebut,
jika
sepanjang tidak
pisau
proses gergaji
tersebut akan macet dan suatu gigi akan patah.
26
h. Mulailah
pemotongan
dengan
gerakan
yang
ringan,
tetap, ke arah depan. i. Pada
akhir
dari
tekanan,
kurangilah
tekanan
dan
tariklah pisau gergaji kembali secara lurus. Jangan gunakan suatu tekanan pada gerakan kembali. j. Setelah beberapa gerakan pertama, buatlah masingmasing gerakan sepanjang yang dapat dipenuhi oleh kerangka gergaji. k. Setelah yang
proses
pemotongan
tetap/stabil
dan
mulai,
jangan
gunakan
gerakan
dipercepat.
Gunakan
sekitar 40 hingga 50 gerakan per menit. l. Pada saat mendekati akhir pemotongan, perlambatlah gerakan agar gergaji dapat terkontrol ketika benda kerja terpotong seluruhnya. m. Ketika
selesai,
gergaji,
bersihkanlah
kendurkan
pisau
serupih-serupih
gergaji
tersebut,
kembalikan gergaji logam pada tempat semulanya.
Gambar 3.5. Proses Penggergajian (Burghardt dkk, 1959; hal 116)
27
dari dan
Sedangkan
beberapa
petunjuk
pada
saat
penggergajian dijelaskan oleh Burghardt dkk (1959; hal 117-118) sebagai berikut: a.
Cekamlah
benda
kerja
dekat
dengan
tanggem
untuk
menghindari terlepas dan kendur. b.
Potongan-potongan yang lebih kecil akan lebih mudah patah ketika pemotongan gergaji melewati dua-tiga kali.
c.
Cekamlah benda kerja sehingga terkunci, jika tidak benda
tersebut
dapat
terlepas
di
bawah
tekanan
pemotongan dan pisau yang digunakan akan rusak. d.
Betapapun
juga
janganlah
menjepit
potongan
yang
lemah terlalu kuat. Pertimbangan harus digunakan. e.
Kecenderungannya
adalah
memotong
terlalu
cepat
dengan sebuah gergaji logam. 50 atau 60 gerakan per menit
adalah
benar
untuk
pekerjaan
rata-rata.
Gerakan ke depan adalah gerakan pemotongan, tekanan seharusnya dikurangi pada gerakan kembali. f.
Besarnya macam
tekanan
bahan
yang
benda
diperlukan
kerja,
tergantung
lebar
pada
pemotongan,
dan
kondisi pisau gergaji logam. Sebagai contoh, jika suatu potongan baja mesin yang cukup tebal hendak dipotong, tekanan yang dipertimbangkan akan berguna untuk
membuat
gigi
gergaji
“menggigit”;
Jika
tekanan yang sama diaplikasikan pada suatu potongan yang
tipis,
Gigitan
atau
gigi
bahan
terlalu
kemungkinannya
lunak
dalam
patah.
seperti
akan
tembaga,
menyangkut
dan
yang
sama
Alasan
diaplikasikan ketika memulai pemotongan pada suatu sudut,
atau
pada
suatu
28
balok
kecil,
atau
suatu
bagian
tipis.
Kasus
lain
dari
penggunaan
pertimbangan. g.
Berhati-hatilah
pada
saat
mendekati
akhir
pemotongan, atau gigi gergaji logam akan mengenai potongan tipis dan patah. h.
Jika pisau gergaji tersebut patah ketika pemotongan baru
selesai
sebagian,
mulailah
pisau
baru
di
tempat lain pada potongan tersebut. Hal ini penting khususnya
ketika
menggunakan
gergaji
mesin/power
saw (Gambar 3.6.). Kumpulan gigi-gigi pisau lama sedikit
rata
dan
pemotongan
akan
lebih
lebar
daripada gergaji baru, konsekuensinya pisau gergaji baru
akan
terjepit
jika
dicoba
melanjutkan
pemotongan tersebut. i.
Jagalah
pemotongan
pemotongan
gergaji
berjalan,
secara
pisau
akan
lurus:
ketika
terkekang
dan
kemungkinannya patah. Jika hal ini mulai berjalan, berikan
potongan
sekitar
seperempat
putaran
dan
mulailah pemotongan baru; Pemotongan pertama akan menolong untuk menjaga satu gerakan lurus kedua. j.
Jangan pernah gunakan oli sebagai pelumas gergaji logam.
Suatu
menggergaji
pelumas tangan.
tidak Di
diperlukan
dalam
gergaji
ketika mesin
berkecepatan tinggi, pergesekan pisau dengan benda kerja akan cukup memanaskan pisau sehingga merusak kekerasan baja, air digunakan untuk menjaganya agar tetap
dingin.
Seperti
halnya
sebuah
mesin,
ketentuan ditetapkan bagi pendingin untuk mengaliri gergaji tersebut. k.
Adalah
latihan
kecepatan
yang
apapun,
baik,
untuk
29
bagi
membuat
pemula torehan
pada kecil
dengan tepian suatu kikir untuk memulai pemotongan gergaji. l.
Logam lembaran tipis yang sedikit dapat digergaji secara rapi jika dijepit di antara dua potongan papan. Menggergaji papan-papan dan logam bersamasama; hal ini akan menggerakkan pisau terus-menerus dan menjaganya agar tidak terjepit secara mudah. Jika gigi-gigi gergaji terlalu kasar, suatu pisau yang agak rata lebih baik untuk menggergaji logam tipis daripada gergaji yang baru.
Gambar 3.6. Sebuah Gergaji Mesin (Burghardt dkk, 1959; hal 119)
30
3.2. Unsur-Unsur Dasar Analisis Mekanika Unsur-unsur dasar analisis mekanika yang digunakan di
dalam
tugas
akhir
ini
merupakan
sebagian
dari
sekumpulan hukum yang dinamakan Hukum Newton. Secara lengkap,
bunyi
ketiga
Hukum
Newton
tersebut
adalah
sebagai berikut : a.
Hukum Newton I (Sears dkk, 1993; hal 31) : Setiap benda
tetap
sepanjang kecuali
dalam
garis bila
keadaan
diam,
lurus
dengan
dipaksa
untuk
atau
laju
bergerak
yang
tetap,
mengubah
keadaan
tersebut oleh gaya-gaya yang diberikan kepadanya. Dalam bentuk matematis, pernyataan tersebut dapat digambarkan
melalui
Rumus
3.1.
dan
Rumus
3.2.
berikut : Σ Fx = 0 ………………………………………… (3.1.) Σ Fy = 0 ………………………………………… (3.2.) b.
Hukum Newton II (Sears dkk, 1993; hal 89) : Bila gaya
resultan
percepatan,
tidak
dan
nol
untuk
benda
gaya
bergerak
tertentu,
dengan besarnya
percepatan tergantung pada sifat benda yang disebut massa. Dalam bentuk matematis, pernyataan tersebut dapat digambarkan melalui Rumus 3.3. berikut: F = m.a ………………………………………… (3.3.) c.
Hukum
Newton
III
(Sears
dkk,
Bilamana suatu benda memberi gaya
1993;
hal
33)
:
pada benda lain,
maka benda kedua selalu memberi gaya pada benda pertama yang besarnya sama, arahnya berlawanan, dan garis kerjanya berimpit. Dalam bentuk matematis, pernyataan tersebut dapat digambarkan melalui Rumus 3.4. dan Rumus 3.5. berikut:
31
F1’ = - F1 ……………………………………… (3.4.) F2’ = - F2 ……………………………………… (3.5.) Di
dalam
tugas
akhir
ini,
selain
digunakannya
perhitungan gaya berdasarkan Hukum Newton I dan III
digunakan
juga
perhitungan
momen
gaya-gaya
yang timbul. Menurut Sears dkk (1993; hal 238) momen suatu gaya terhadap suatu sumbu (Γ atau M) adalah
hasil
gaya
tersebut
(F)
dengan
lengan
momennya (l). Dalam bentuk matematis, pernyataan tersebut
dapat
digambarkan
melalui
Rumus
3.6.
berikut : Γ = F.l ………………………………………… (3.6.) Untuk lebih jelasnya, kondisi terjadinya momen tersebut dapat diterangkan melalui Gambar 3.7. berikut:
Gambar 3.7. Momen Suatu Gaya terhadap Suatu Sumbu (Sears dkk, 1993; hal 238)
32
Pada Gambar 3.7. tersebut benda mendapat gaya F1 dan F2, terletak pada bidang bagan. Lengan momen F1 adalah jarak tegak lurus OA yang panjangnya l1, dan lengan
momen
panjangnya
F2
l2 .
adalah
jarak
Pengaruh
gaya
tegak F1
lurus
OB
menimbulkan
yang
putaran
berlawanan arah jarum jam terhadap sumbu, sedangkan F2 menyebabkan putaran searah jarum jam. Untuk membedakan antara
arah
perjanjian
putaran-putaran
bahwa
momen
yang
ini,
telah
berlawanan
diambil
dengan
arah
jarum jam adalah positif, dan momen yang searah dengan jarum jam adalah negatif.
3.3. Sejarah, Pengertian dan Ruang Lingkup Ergonomi Pada
pertengahan
keilmuan
abad-20
berkaitan
ini
dengan
lahir
suatu
perancangan
disiplin
peralatan
dan
fasilitas kerja yang memperhatikan aspek-aspek manusia sebagai pemakainya. Disiplin keilmuan tersebut kemudian dikenal
dengan
istilah
populer
oleh
beberapa
negara
Eropa Barat sebagai Ergonomi (Wignjosoebroto, 2000; hal 54). Menurut Sutalaksana (1979; hal 61) terdapat juga beberapa
istilah
lain
yang
secara
praktis
mempunyai
maksud yang sama, seperti: Human Factors Engineering (Amerika
Utara),
Arbeltswissensschaft
(Jerman),
Bioteknologi (Skandinavia), dsb. Istilah
Ergonomi
sendiri
diperkenalkan
pertama
kali oleh seorang pengajar dan ilmuwan bernama Wojciech Jastrzebowski yang menggabungkan dua kata Yunani yaitu Ergo yang berarti kerja dan Nomos yang berarti hukum (Pulat, 1992; hal 3). Berdasarkan asal istilah tersebut maka
dapat
dikatakan
bahwa
33
ergonomi
adalah
suatu
displin
keilmuan
yang
mempelajari
manusia
dalam
kaitannya dengan pekerjaannya.
Selain definisi ergonomi seperti di atas, terdapat juga definisi-definisi ergonomi yang telah dikemukakan oleh banyak ahli pada beberapa dekade terakhir, sebagai contoh: a. Ergonomi adalah suatu cabang ilmu yang sistematis untuk
memanfaatkan
sifat,
kemampuan
informasi-informasi
dan
keterbatasan
mengenai
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 (Sutalaksana, 1979; hal 61). b. Ergonomics is the study of interaction between human beings and the objects they use and the environments in which they function (Pulat, 1992: hal 3). c. Ergonomics
is
the
application
of
scientific
principles, methods, and data drawn from a variety of
disciplines
systems
in
to
which
the
development
people
play
a
of
engineering
significant
role
(Kroemer dkk, 2001: hal 1). d. Ergonomics is a discipline concerned with designing man-made objects (equipments) so that people can use them
effectively
environments
and
suitable
for
savely human
and living
creating and
work
(Wignjosoebroto, 2000; hal 57) e. Ergonomics
is
the
application
of
those
sciences
relating human performance (physiology, psychology, and industrial engineering) to the improvement of
34
the work system, consisting of the person, the job, the
tools
space,
and
and
equipment,
the
the
immediate
workplace
environment
and
work
(Alexander,
1986). f. dan sebagainya.
Meskipun terdapat bermacam-macam definisi ergonomi dari berbagai sudut pandang namun dapat dikatakan bahwa tema utama dari ergonomi adalah ‘fitting the task to the person’ (Pulat, 1992; hal 3). Hal tersebut dapat dipahami sistem
karena kerja
perbaikan
manusia
memiliki
sistem
sebagai
salah
keterbatasan,
dilakukan
satu
komponen
sehingga
dengan
upaya
menyesuaikan
komponen-komponen sistem yang lain terhadap manusia itu dan bukan sebaliknya. Menurut sebenarnya
Kroemer merupakan
dkk
(2001;
suatu
ilmu
hal
7)
Ergonomi
multidisiplin
yang
didukung oleh banyak pengembangan disiplin ilmu yang lain.
Dengan
diuraikan berdasarkan
adanya
tentang
kenyataan ruang
perbedaan
tersebut
lingkup
permasalahan
ilmu dan
maka
dapat
ergonomi aplikasinya
secara spesifik, yaitu: a. Biomekanika b. Antropometri c. Fisiologi Kerja d. Kesehatan Kerja e. Manajemen f. Hubungan Pekerja Selain uraian ruang lingkup ilmu ergonomi seperti yang
dikemukakan
pengembangan
oleh
kategori
Kroemer
diatas,
permasalahan
35
terdapat ergonomi
juga yang
dikemukakan
oleh
ahli-ahli
lain,
sebagai
contoh:
permasalahan kognitif, permasalahan psychomotor, dsb. Beberapa
permasalahan
ergonomi
yang
terkait
dengan
penulisan Tugas Akhir ini akan dijelaskan pada beberapa sub bab berikut.
3.4. Ergonomi: Anthropometri Menurut
Wignjosoebroto
Anthropometri manusia
dan
(2000;
berasal
dari
“metri”
yang
hal
60)
istilah
yang
berarti
ukuran.
Secara
“anthro” berarti
definitif, anthropometri dapat dinyatakan sebagai satu studi
yang
berkatan
dengan
pengukuran
dimensi
tubuh
manusia. Studi tentang anthropometri menjadi penting karena manusia pada dasarnya memiliki bentuk, ukuran, (tinggi,
lebar,
dan
sebagainya)
berat
dan
lain-lain
yang berbeda satu dengan yang lainnya. Anthropometri
secara
luas
pertimbangan-pertimbangan interaksi
manusia.
Pada
akan
digunakan
ergonomis intinya,
dalam data
sebagai
menentukan
anthropometri
akan menentukan bentuk, ukuran dan dimensi yang tepat yang berkaitan dengan produk yang dirancang dan manusia yang akan mengoperasikan/menggunakan produk tersebut. Di dalam suatu perancangan, seorang perancang produk harus
mampu
mengakomodasikan
dimensi
tubuh
dari
populasi terbesar yang akan menggunakan produk hasil rancangannya
tersebut.
Secara
umum,
Wigjoesoebroto
(2000; hal 61) menulis sekurang-kurangnya 90% : 95% dari
populasi
yang
menjadi
target
dalam
kelompok
pemakai suatu produk haruslah mampu menggunakan dengan selayaknya.
36
Pada
dasarnya
mengambil
peralatan
referensi
kerja
dimensi
yang
tubuh
dibuat
dengan
tertentu
jarang
sekali bisa mengakomodasikan seluruh range ukuran tubuh dari
populasi
suatu
yang
rancangan
akan
memakainya.
produk
yang
Dalam
dapat
hal
diatur
ini,
secara
fleksibel jelas memberikan kemungkinan yang lebih besar untuk dioperasikan oleh orang-orang dengan ukuran tubuh yang berbeda-beda 3.5. Ergonomi: Desain Peralatan Tangan dan Handle 3.5.1. Desain peralatan tangan Tangan
manusia
memiliki
macam
aktivitas,
berbagai
memerlukan
kontrol
kemampuan mulai
penuh
untuk
dari
hingga
melakukan
aktivitas aktivitas
yang yang
memerlukan tenaga besar. Hal ini memungkinkan karena tangan
manusia
memiliki
jari-jari
yang
dapat
saling
bekerja sama untuk melakukan suatu kebutuhan. Secara garis besar terdapat 3 tipe kebutuhan penggunaan tangan (Kroemer dkk, 2001; hal 366): a. untuk ketepatan b. untuk kekuatan c. untuk perpindahan Dari antara jari-jari yang ada, jempol merupakan jari
terkuat
terlemah.
dan
jari
Kombinasi
menghasilkan
kelingking
dari
jari-jari
bermacam-macam
bentuk
merupakan tersebut
pencekaman
jari dapat dengan
kekuatan yang berbeda-beda. Suatu cekaman dan genggaman seluruh tangan akan memiliki kekuatan yang lebih besar dibandingkan
cekaman
dan
genggaman
beberapa
jari
sendiri, tetapi hal ini juga dipengaruhi oleh kopling yang digunakan antara tangan dan handle yang dicekam atau digenggam.
37
Beberapa jenis kopling antara tangan dan handle dijelaskan oleh Kroemer dkk (2001; hal 370) seperti pada Gambar 3.8.
38
Gambar 3.8. Kopling antara Tangan dan Handle (Kroemer dkk, 2001 ; hal 370)
Menurut Kroemer dkk (2001; hal 367) lengan bawah dapat meningkatkan torsi putaran yang agak besar. Gayagaya yang digunakan otot-otot lengan dan siku juga sangat ditentukan oleh postur dan sokongan tubuh. Hal ini dijelaskan Kroemer dkk (2001; hal 372) seperti pada Gambar 3.9. dan Tabel 3.1.
Gambar 3.9. Kekuatan Lengan Persentil ke-50 oleh LakiLaki Duduk (Kroemer dkk, 2001; hal 372)
39
Tabel 3.1. Kekuatan Lengan Persentil ke-50 oleh LakiLaki Duduk (Kroemer dkk, 2001; hal 372)
3.5.2. Desain handle Menurut
Chaffin
dan
Andersson
(1991;
hal
411)
desain handle alat yang tepat dapat mengurangi stres biomekanika
pada
tangan,
lengan,
dan
bahu
pekerja
serta dapat meningkatkan produktifitas dan kualitas. Pernyataan
ini
merupakan
salah
satu
alasan
mengapa
handle suatu alat perlu diperhatikan dan mendapat porsi yang cukup di dalam perancangan alat tersebut. Peralatan-peralatan
yang
memiliki
handle
pada
umumnya merupakan peralatan yang dikendalikan secara manual. Fraser (1980) seperti dikutip oleh Kroemer dkk (2001; hal 374) mengklasifikasikannya ke dalam beberapa 6 kelompok sebagai berikut: a. Percussive (misal: kapak atau palu) b. Scrapping (misal: gergaji, kikir, pahat, atau ketam) c. Rotating
atau
Boring
(misal:
bor,
kunci inggris atau penusuk) d. Squeezing (misal: pliers atau tang)
40
gurdi,
obeng,
e. Cutting (misal: gunting kecil atau gunting besar) f. Cutting (pisau) Postur
sistem
tangan-lengan
yang
tepat
ketika
menggunakan peralatan tangan merupakan hal yang sangat penting. Seperti aturan, pergelangan tangan seharusnya tidak bengkok, tapi harus tetap lurus untuk menghindari pengerahan jaringan
tenaga otot
yang
seperti
berlebihan urat
dan
dari
urat
beberapa
sheaths
dan
kompresi syaraf dan pembuluh darah. Secara normal garis sumbu
pencekaman
suatu
handle
yang
lurus
berkisar
antara 70 derajat pada sumbu lengan bawah (Kroemer dkk, 2001; hal 375). Teknik lain untuk menghindari postur yang tidak sesuai
dan
pengerahan
tenaga
otot
yang
tidak
perlu
dalam memegang alat adalah menyesuaikan bentuk handle dengan
tangan
manusia.
Suatu
lekukan
dan
pembatas
sepanjang handle menghasilkan suatu bentuk yang cocok, menambah
pergesekan,
tangan.
Bagaimanapun
terlalu
ekstrim
mencegah juga,
dapat
handle
bentuk
membuat
bergeser
dari
penyesuaian
yang
handle
menjadi
tidak
nyaman jika digenggam dengan cara yang berbeda dari yang diharapkan oleh perancang alat. Hubungan antara ukuran handle dan ukuran tangan penting dalam dua hal. Jika handle terlalu kecil, tidak banyak
energi
jaringan
otot
Sebaliknya,
jika
yang
dapat
lokal handle
yang
digunakan, besar
terlalu
dan
dapat
besar
tekanan terjadi.
untuk
tangan,
otot-otot tangan harus bekerja pada lengan pengangkat yang tidak menguntungkan. Menurut penelitian
Kroemer dkk (2001; 379) dalam kebanyakan yang
menggunakan
41
handle
silinder,
dapat
diketahui bahwa handle dengan diameter antara 3 dan 4 cm
dapat
memenuhi
gaya
genggaman
atau
kompresi
terbesar. Suatu panduan yang serupa juga ditulis oleh Eastman
Kodak
Company
(1986;
hal
256)
dengan
menyarankan handle berdiameter 3,75 cm (1.5 inchi) dan panjang kurang lebih 10 cm (4 inchi). Sedangkan ukuran handle minimum disarankan oleh Chaffin dan Andersson (1991; hal 426) sebesar radius 1 cm atau diameter 2 cm. Beberapa paket prinsip-prinsip dasar perancangan handle telah dirumuskan oleh banyak ahli. Salah satu paket
tersebut
dikemukakan
oleh
Pheasant
(1988;
hal
tangan
dan
227-229) sebagai berikut: a.
Gaya
digunakan
paling
efektif
ketika
handle berinteraksi di dalam suatu tekanan. b.
Semua tepian yang tajam atau segi-segi permukaan lain,
yang
menyebabkan
tekanan
hot-spots
ketika
berbentuk
bundar
dicekam, seharusnya dikurangi. c.
Handle
dari
penampang
melintang
(dan ketepatan diameter, contohnya 30 – 50 mm) akan paling
nyaman
digenggam
sepanjang
tidak
terdapat
kemungkinan hot spots. d.
Kualitas permukaan seharusnya tidak terlalu halus sehingga licin ataupun kasar sehingga kesat.
e.
Jika
suatu
pegangan
bagian
(seperti
dari
tangan
kopor
atau
melalui
suatu
cangkir)
harus
diberikan kelonggaran yang cukup. f.
Ketika
tangan
berada
dalam
posisi
istirahatnya,
relaks tapi siap untuk beraksi, jari-jari sedikit melebar dan agak melentur. g.
Kira-kira 10% populasi adalah orang-orang kidal.
42
Prinsip-prinsip
dasar
diadopsi
sepenuhnya,
perancang
perlu
itu namun
mengusahakan
seringkali secara suatu
tidak umum
desain
dapat seorang
peralatan
tangan yang sesuai dengan bentuk permukaan tangan itu sendiri, dapat dipegang dengan kokoh dengan pergelangan tangan yang lurus dan postur lengan yang sesuai, dan harus memanfaatkan kemampuan kekuatan dan tenaga tanpa melewati batas kemampuan tubuh (Kroemer dkk, 2001; hal 371).
3.5.3. Batas pergerakan sendi-sendi tangan Tangan sebagai anggota tubuh manusia memiliki wilayah dan
arah
perlu
pergerakan
diketahui
yang
seorang
terbatas. perancang
Permasalahan peralatan
ini
tangan
untuk menghindari penggunaan alat yang melewati batasbatas normal. Kroemer dkk (2001; hal 56) menjelaskan batas-batas normal tersebut seperti pada Tabel 3.2. dan Gambar 3.10.
Tabel 3.2. Perbandingan Data Mobilitas untuk Wanita dan Pria (derajat), (Kroemer, 2001; hal 57)
43
Gambar 3.10. Perpindahan Maksimal pada Sendi-sendi Tubuh (Kroemer dkk, 2001; hal 56)
44
3.6. Ergonomi: Fisiologi Kerja 3.6.1. Kerja manusia Menurut
Bonyer,
seperti
yang
juga
dikutip
oleh
Astuti (1985; hal II-10) dan Karhiwikarta (1982; hal 12)
kerja
manusia
dapat
dibedakan
menjadi
2
bagian
yaitu kerja fisik-energetik dan kerja mental-perseptifnon energetik. Kerja energetik yang relatif terdapat banyak aktifitas fisik tersebut masih dapat dibedakan lagi ke dalam kerja yang bersifat statis dan kerja yang bersifat dinamis (Sanchez dkk, 1979; hal 935 seperti dikutip oleh Astuti, 1985; hal II-10). Pada isometrik
kerja yaitu
ukuran
panjangnya
statik
ini
statis,
kontraksi
sementara
tegangan
praktis
tidak
tidak
terjadi
otot otot
bertambah,
berubah.
perpindahan
bersifat
Pada
benda
kerja akibat
bekerjanya suatu gaya. Pada kerja dinamis, kontraksi otot bersifat isotonik yaitu panjang otot yang berubah, sementara
tegangan
tetap.
Kontraksi
otot
yang
menghasilkan gerak perpindahan badan atau bagian badan (dinamis)
biasanya
bersifat
ritmik,
sehingga
waktu
kerja dapat berlangsung lama. 3.6.2. Pengukuran kerja fisik manusia Secara
umum,
mendefinisikan
Wigjoesoebroto
kerja
fisik
(2000;
(physical
hal
work)
272)
sebagai
kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber
tenaganya
(power).
Dalam
hal
ini,
konsumsi
energi (energy consumption) merupakan faktor utama dan tolok ukur yang dipakai sebagai penentu berat/ringannya kerja fisik tersebut. Energi tenaga
yang
diperoleh
digunakan melalui
manusia
suatu
45
fase
sebagai yang
sumber
dinamakan
proses metabolisme. Fase ini bisa dianalogikan dengan proses pembakaran yang kita jumpai dalam mesin motor bakar (combustion engine). Lewat proses metabolis akan dihasilkan panas dan energi yang diperlukan untuk kerja fisik (mekanis) lewat sistem otot manusia. Di sini zatzat makanan akan bersenyawa dengan oksigen (O2) yang dihirup,
terbakar
dan
menimbulkan
panas
seta
energi
mekanik. Interaksi keluaran
energi
antara pada
masukan, tubuh
manusia
metabolisme,
dan
digambarkan
oleh
Kroemer dkk (2001; hal 99) dalam suatu sistem seperti pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11. Interaksi Antara Masukan, Metabolisme dan Keluaran Energi pada Tubuh Manusia (Kroemer dkk, 2001; hal 99)
46
Dalam
literatur
ergonomi,
dihasilkan/dikonsumsikan
akan
satuan
Kcal”
“kilokalori
bilamana
akan
atau
dinyatakan
besarnya
energi
yang
dinyatakan
dalam
unit
atau
“kilojoule
dalam
Satuan
(KJ)”
Standar
Internasional (SI); dimana: 1 kilocalorie (Kcal) = 4,2 kilojoule (KJ) Nilai konversi di atas akan berguna bila nilai konsumsi energi diberikan dalam unit satuan “watt” (1 watt = 1 joule/detik). Menurut Wignjoesoebroto (2000; hal 270) terdapat berbagai
macam
cara
pengukuran
kerja
fisik
manusia,
yaitu dengan pengukuran terhadap: a. laju detak jantung (heart rate) b. tekanan darah (blood pressure) c. temperatur badan (body temperature) d. laju pengeluaran keringat (sweating rate) e. konsumsi energi yang dihirup (oxygen consumption) f. kandungan kimiawi dalam darah (latic acid content) 3.6.3. Metode laju detak jantung Laju/kecepatan detak jantung dapat dijadikan indikator tak langsung pengukuran energi detak
jantung
bisa
sehingga data kecepatan
disetarakan
dalam
bentuk
energi
dengan menggunakan pendekatan kuantitatif seperti pada Rumus 3.7. (Astuti, 1985; hal IV-2 dan
IV-3).
E = 1,80411 – 0,0229038 D + 4,71733.10-4 D2 ……… (3.7.) dimana: E = Energi (kilokalori) D = Kecepatan Detak Jantung (detak/menit)
47
Untuk
penentuan
digunakan jantung
parameter
pada
waktu
konsumsi indeks
kerja
energi
kenaikan
tertentu
selanjutnya
bilangan
terhadap
detak
bilangan
detak jantung pada saat istirahat seperti pada Rumus 3.8. berikut : KE = ET – EI ……………………………………… (3.8.) dimana: KE
=
Konsumsi
energi
pada
waktu
kerja
tertentu (kilokalori) ET
=
Energi
yang
dikeluarkan
pada
waktu
kerja
pada
saat
tertentu (kilokalori) EI
=
Energi
yang
dikeluarkan
istirahat (kilokalori) Energi
yang
dikeluarkan
pada
saat
istirahat
ditentukan dari besarnya kecepatan detak jantung pada saat
pekerja
yang
bersangkutan
istirahat,
kemudian
besaran kecepatan detak jantung ini disetarakan dalam energi. Pengambilan
data
detak
jantung
sendiri
bisa
dilakukan dengan berbagai macam cara, contohnya: a. merasakan
denyut
jantung
yang
ada
pada
arteri
radial pada pergelangan tangan b. mendengarkan denyut dengan stethoscope c. mengukur jantung
signal pada
elektrik permukaan
yang kulit
diambil dada
(electrocardiogram) d. menggunakan alat-alat bantu lainnya.
48
dari
otot
atau
ECG
Detak jantung pada waktu kerja dapat pula dihitung secara
manual
detakan
dengan
jantung
cara
yang
mengukur
pertama
durasi
setelah
waktu
10
melakukan
aktifitas kemudian mengkonversikannya dengan Rumus 3.9. (Yoelianti, 2003; hal 54). Fh = (60/t) x 10 ……………………………… (3.9.) dimana: Fh = detak jantung (bpm) T
= durasi waktu 10 detakan yang pertama (detik) Metode perhitungan energi melalui rumus konversi
seperti di atas dapat menghasilkan nilai energi yang digunakan seseorang secara spesifik untuk mengevaluasi beratnya suatu pekerjaan. Sebagai perbandingan, Kroemer dkk (2001; hal 117) telah mendefinisikan beratnya suatu pekerjaan seperti pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Pendefinisian “Beratnya” suatu Pekerjaan (Kroemer dkk, 2001; hal 117) Kerja Kerja Kerja Kerja Kerja
ringan menengah berat sangat berat berat ekstrim
Hingga 2,5 Sekitar 5 Sekitar 7,5 Sekitar 10 12,5 kcal
49
kcal kcal kcal kcal
90 detak/menit 100 detak/menit 120 detak/menit 140 detak/menit ≥160 detak/menit
3.7. Learning Curve 3.7.1. Tinjauan umum mengenai Learning Curve Menurut Siswanto (1988) Learning Curve/Experience Curve adalah sebuah istilah untuk menandai suatu gejala universal
tentang
melaksanakan seseorang
mengerjakan ia
cepat
suatu
waktu
adanya
pekerja
adaptasi
Adaptasi
dalam
Semakin maka
kegiatan
itu
yang
Gejala
di
kegiatan
mengerjakan
menyelesaikannya.
dihadapinya.
manusia
kegiatan-kegiatannya.
berpengalaman semakin
perilaku
sering semakin sehingga
diperlukan
Learning
Curve
terhadap
terhadap
untuk
menunjukkan
pekerjaan
pekerjaan
yang
tersebut
didorong oleh keinginan setiap individu/pekerja untuk melaksanakan gerakan ekonomis. Gejala
Learning
Curve
di
dalam
industri
diobservasi pertama kali oleh Komandan Wright-Patterson Air Force Base di Ohio pada tahun 1925 (Requero, 1957 dikutip oleh Siswanto, 1988). Wright melaporkan bahwa pengalaman
berperanan
di
dalam
meningkatkan
produktifitas, hal itu tercermin di dalam jam kerja langsung rata-rata untuk memproduksi kerangka pesawat (tanpa mesin) yang menurun dengan tingkat tertentu bila jumlah yang diproduksi menjadi dua kali lipat. Jumlah jam kerja langsung rata-rata untuk memproduksi kerangka pesawat yang keempat adalah 80% dari yang diperlukan untuk
unit
yang
kedua;
untuk
kerangka
pesawat
yang
kedelapan hanya 80% dari unit yang keempat, dan untuk kerangka pesawat yang keseratus hanya 80% dari yang kelima puluh. Dengan adanya hasil penelitian tersebut maka
Wright
menyimpulkan
bahwa
50
TINGKAT
BELAJAR
DARI
PENGALAMAN
(Learning
Rate)
pada
pembuatan
kerangka
pesawat tersebut adalah 80% pada jumlah kelipatan dua. Gejala Learning Curve akan terus berlanjut hingga pada
tingkat
adaptasi dengan
tertentu
seseorang sangat
(Learning
terhadap
pelan
Plateau).
ketika
dan
tingkat
tugasnya tidak
Gejala
belajar akan
secepat
Learning
atau
bertambah sebelumnya
Curve
tersebut
dapat dijelaskan melalui suatu contoh bagan aritmatik, dengan koordinat linier seperi pada Gambar 3.12.
Y
X
Gambar 3.12. Bagan Aritmatik: Waktu Rata-Rata (Y) vs Banyaknya Unit yang Diproduksi (X) (Siswanto, 1988; hal 5)
Melalui bagan aritmatik tersebut dapat dilihat bahwa hubungan antara waktu rata-rata dengan banyaknya unit yang diproduksi berupa sebuah kurva yang menurun dengan cepat dan kemudian agak landai. Secara matematik gejala Learning Curve tersebut mengikuti suatu fungsi pangkat seperti pada Rumus 3.10. Y = a. X-b …………………………………… (3.10.)
51
dimana: Y = waktu rata-rata atau jam kerja langsung rata-rata untuk x unit pekerjaan. X = banyaknya unit yang dikerjakan a = waktu untuk mengerjakan unit yang pertama b = nilai eksponen yang berkaitan dengan Learning Rate Gejala melalui
juga
Learning suatu
Curve
contoh
dapat
bagan
juga
berskala
dijelaskan logaritmik
seperti pada Gambar 3.13.
Y
X
Gambar 3.13. Bagan Logaritmik: Waktu Rata-Rata (Y) vs Banyaknya Unit yang Diproduksi (X) (Siswanto, 1988; hal 5)
Melalui bagan berskala logaritmik tersebut dapat dilihat bahwa hubungan antara waktu rata-rata dengan banyaknya
unit
yang
diproduksi
berupa
sebuah
garis
lurus. Secara matematik gejala Learning Curve tersebut mengikuti suatu fungsi pangkat yang dinyatakan dalam persamaan Logaritmik Linier seperti pada Rumus 3.11. log Y = log a – b log X ………………… (3.11.)
52
Pada beberapa penelitian Learning Curve, banyak disimpulkan juga oleh para peneliti bahwa Learning Rate memiliki kecenderungan interval tertentu, contohnya: a. Department of Commerce selama dan pada akhir Perang Dunia
II
melakukan
sejumlah
penelitian
Learning
Curves pada industri pembangunan kapal di Amerika. Dari
penelitian
Learning
Rate
itu
disimpulkan
adalah
80%
bahwa
dengan
rata-rata
suatu
interval
antara 74% dan 90%. b. Mensforth pada perang dunia II yang mengumpulkan sejumlah besar bahan-bahan pada produksi kerangka pesawat
udara
kecenderungan
di umum
Inggris Learning
menemukan Curve
bahwa
adalah
pada
Learning
Rate
interval 75% hingga 85%. Adanya
kecenderungan
interval
seperti diatas menunjukkan bahwa nilai Learning Rate untuk suatu kasus dapat dipelajari dan dihitung melalui suatu
pendekatan,
tidak
dapat
meskipun
demikian
distandarkan/digunakan
nilai pada
tersebut
kasus-kasus
yang berbeda karena tingkat adaptasi seseorang dengan tugasnya belum tentu sama dengan yang lain. Pendapat ini diperkuat melalui suatu penelitian yang dilakukan oleh Dr. S.A. Billon dari College of Business, Michigan State University pada tahun 1966 (Siswanto, 1988; hal 18) yang menyimpulkan bahwa: a. Learning Rate cenderung berbeda antara perusahaan yang satu dengan yang lain untuk pembuatan produk yang sama. b. Learning
Rate
cenderung
berbeda
antara
pembuatan
produk yang berbeda meskipun oleh satu perusahaan yang sama.
53
c. Learning
Rate
cenderung
berbeda
antara
pembuatan
produk yang sama dengan model yang berbeda yang dibuat oleh satu perusahaan yang sama. Penelitian-penelitian sampai
dengan
bidang
industri
setelah
tahun
mengenai
50-an
pesawat
periode
Learning
dilakukan
terbang
tersebut
terutama
pada
kapal,
namun
peneliti
yang
dan
banyak
Curve
memusatkan perhatiannya pada industri-industri di luar kedua bidang industri tersebut. Adapun kesimpulan hasil penelitian
tersebut
adalah
Learning
Curve
merupakan
suatu gejala yang universal karena gejala ini terjadi pada
setiap
macam
organisasi
usaha
manusia.
Selagi
terdapat manusia yang terlibat dalam suatu kegiatan, maka
disitu
pasti
terdapat
juga
proses
belajar
betapapun kecil kadar/proporsinya. 3.7.2. Gejala kehilangan pedoman Gejala istilah
kehilangan
untuk
berkurangnya melakukan
pedoman
menandai
tingkat
lagi
suatu
suatu
kecepatan kegiatan
merupakan
suatu
peristiwa;
yaitu
seseorang yang
pada
telah
saat
terhenti
sebelumnya (selama beberapa waktu). Gejala kehilangan pedoman
ini
tidak
berlangsung
lama
karena
kecepatan
seseorang tersebut akan kembali seperti sebelumnya dan bahkan dapat terus meningkat ketika kegiatan yang sama dilakukan kembali secara rutin. Gejala kehilangan pedoman merupakan hasil penelitian Cochran pada tahun 1969. Penelitian tersebut merupakan suatu
pengamatan
mengetik
oleh
18
terhadap gadis
tingkat
di
dalam
kecepatan satu
kelas
belajar selama
periode satu tahun. Adanya dua peristiwa liburan (Natal
54
dan
Paskah)
menyebabkan
selama kecepatan
beberapa
hari
mengetik
para
berturut-turut siswa
tersebut
tidak sebaik sebelum liburan. Peristiwa tersebut dapat dijelaskan
melalui
diagram
Learning
Curve
belajar
mengetik para siswa seperti pada Gambar 3.14. :
Y
X
Gambar 3.14. Learning Curve Belajar Mengetik: Waktu Rata-Rata (Y) vs Banyaknya Kata yang Dihasilkan (X) (Siswanto, 1988; hal 14)
3.7.3. Berbagai versi geometrik Learning Curve Sejak
penemuan
awal
Wright,
telah
terdapat
berbagai
versi geometrik mengenai Learning Curve. Modelmodel yang banyak dikenal adalah: a. Model Logaritmik Linier b. Model Plateau
55
c. Model Stanford – B d. Model De Jong e. Model S (Learning Curve – Kubik) Perbedaan antara kelima model Learning Curve dapat dilihat melalui suatu diagram perbandingan seperti pada Gambar 3.15.
Y
X
Gambar 3.15. Diagram Perbandingan Model-Model Learning Curve: Waktu Rata-Rata (Y) vs Banyaknya Kata yang Dihasilkan (X) (Siswanto, 1988; hal 21)
Selain
memperlihatkan
perbedaan
yang
jelas
antara
kelima model, diagram perbandingan tersebut ternyata juga memperlihatkan adanya titik persamaan jam kerja langsung per unit antara kelima model pada 100 unit kumulatif yang diproduksi. Penelitian-penelitian untuk menemukan model-model selain
model
Logaritmik
Linear
(Wright)
tersebut
didasari oleh suatu kenyataan bahwa model Linier tidak selalu memuaskan bila diterapkan pada semua situasi. Meskipun
demikian,
hingga
saat
56
ini
model
Logaritmik
Linier
adalah
model
yang
paling
banyak
digunakan
(Siswanto, 1988; hal 22). 3.7.4. Learning Curve model Logaritmik Linier Model Logaritmik Linier adalah model yang dapat menjelaskan
gejala
Learning
Curve
yang
diamati
oleh
Wright. Model tersebut dituliskan dalam bentuk Rumus 3.12. dan 3.13. berikut : log Y = log a + (-b) log X ………………… (3.12.) atau log Y = log a + log X-b …………………… (3.13.) dimana: Y = waktu rata-rata tenaga kerja langsung per unit untuk memproduksi x unit a = jam kerja langsung untuk membuat unit yang pertama X = unit kumulatif yang diproduksi b = Learning Index atau slope dari Learning Curve yang mencerminkan Learning rate tertentu Model logaritmik tersebut dapat disederhanakan agar dapat lebih memudahkan pengoperasiannya, yaitu dengan menghilangkan
“log”
pada
sisi
kiri
dan
sisi
kanan
persamaan seperti pada Rumus 3.14. Y = a . X-b …………………………………… (3.14.) dimana: Y = variabel yang tergantung X = variabel bebas b = adalah eksponen konstan yang berhubungan dengan Learning Rate a = konstanta
57
Model-model
Learning
Curve
seperti
diatas
merupakan model Learning Curve Ancangan Waktu Rata-rata (Y) yang menunjukkan tingkat percepatan waktu rata-rata untuk membuat setiap unit barang pada Learning Rate tertentu bila unit yang diproduksi bertambah. Selain model Learning Curve Ancangan Waktu Ratarata
terdapat
berbeda,
yaitu
juga
model
model
Learning
Learning
Curve
Curve
lain
Ancangan
yang Waktu
Total. Model Learning Curve Ancangan Waktu Total (Z) menunjukkan jumlah waktu yang harus dikeluarkan untuk memproduksi
sejumlah
unit
barang
pada
Learning
Rate
tertentu. Perbedaan antara kedua model ini adalah: a. Pada pendekatan Waktu Rata-rata : -
Sumbu tegak diagram Learning Curve-nya mewakili Waktu Rata-Rata.
-
Model
matematis
perhitungan
Waktu
Rata-Rata
dijelaskan melalui Rumus 3.15. berikut : Y = a . X-b …………………………………… (3.15.) b. Pada pendekatan Waktu Total : -
Sumbu tegak diagram Learning Curve-nya mewakili waktu total yang diperlukan untuk memproduksi “X” unit produk.
-
Model Matematis Perhitungan Waktu Total dijelaskan melalui Rumus 3.16. berikut : Z = a . Xc …………………………………… (3.16.)
dimana: Z = waktu total a = jam kerja langsung untuk membuat unit yang pertama
58
X = unit kumulatif yang diproduksi c = eksponen fungsi pangkat untuk ancangan waktu Total atau sama dengan “1–b” (Siswanto, 1988: hal 29) b = eksponen fungsi pangkat untuk ancangan Waktu Rata-rata Suatu
contoh
diagram
Learning
Curve
untuk
ancangan
Waktu Total dapat dijelaskan melalui Gambar 3.16. berikut :
Gambar 3.16. Bagan Logaritmik: Waktu Total (Z’) vs Banyaknya Unit yang Diproduksi (X) (Siswanto, 1988; hal 28)
3.7.5. Beberapa permasalahan Learning Curve Kemungkinan-kemungkinan salah
satu
variabel
model
yang
akan
matematik
terjadi Learning
pada Curve
(Logaritmik Linier) akan dapat diduga jika variabelvariabel
yang
lainnya
diketahui.
59
Penyelesaian
model
tersebut dapat berguna di dalam pembuatan rencana atau perkiraan, (Corlett 1988;
misalnya:
dan
hal
diperlukan
Morcombe,
91),
biaya
untuk
mengestimasi
waktu
1970,
oleh
dikutip
produksi,
melaksanakan
atau
suatu
standar Siswanto,
waktu
yang
kegiatan,
di
samping itu model Learning Curves telah digunakan pula secara sangat luas pada berbagai kegiatan. Permasalahan pokok yang sering kali ditemui saat menyusun model Learning Curve di dalam kehidupan nyata adalah
menentukan
besarnya
Learning
Rate
yang
ditunjukkan oleh parameter “b” dan menentukan besarnya waktu untuk membuat unit ke satu yang ditunjukkan oleh parameter “a”. Bentuk permasalahan itu dapat berupa: a. Tidak Mempunyai Data b. Kesulitan di dalam Mengukur Untuk diatas, parameter
menangani
Billon model
(1966)
permasalahan menyarankan
ditentukan
dengan
spesifik agar model
seperti
parameterstatistik
(Regresi Linier) sebelum Learning Rate ditentukan.
60
BAB 4 PROFIL DATA
4.1. Gambar dan Dimensi Gergaji Logam Lama Pada
tugas
akhir
ini,
penelitian
dilakukan
terhadap gergaji logam konvensional dengan merek BBC. Produk
tersebut
dipilih
karena
memiliki
desain
konvensional yang umum digunakan di samping memiliki struktur rangka yang cukup kokoh/kuat. Gambar dan dimensi gergaji logam merk BBC dapat dilihat
melalui
gambar
produk
seperti
pada
Lampiran
A.1. Data-data dimensi yang diambil merupakan data-data hasil
pengukuran
langsung
terhadap
dimensi-dimensi
fungsional gergaji logam lama.
4.2. Sketsa dan Dimensi Gergaji Logam Lama Untuk
memudahkan
analisis
dan
menyederhanakan
penjelasan maka selanjutnya digunakan sketsa pengganti gambar produk gergaji lama seperti pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Sketsa dan Dimensi Gergaji Logam Lama
61
dimana: O1 = pusat genggaman tangan kanan pengguna terhadap gergaji logam lama O2
=
pusat
genggaman
tangan
kiri
pengguna
terhadap
gergaji logam lama a
= 42,3 cm – 3,7 cm = 38,6 cm
b
= 5,5 cm . tan 35° =
3,85 cm
a+b = 42,45 cm
4.3. Sketsa Titik Berat Gergaji Lama Data
berat
gergaji
logam
lama
diperoleh
dengan
cara menimbang gergaji tersebut sedangkan lokasi titik berat/pusat Eksperimen
gravitasi I.
diperoleh
Eksperimen
I
yang
melalui dimaksud
hasil
merupakan
eksperimen untuk mencari lokasi titik berat benda yang tak beraturan. Eksperimen I ini dilakukan dengan cara menggantung gergaji (menggunakan tali) untuk mencari posisi
setimbang
vertikal.
rotasinya
Perpotongan
kedua
secara posisi
horisontal tali
dan
tersebut
ditandai sebagai titik berat gergaji logam. Eksperimen I ini dapat dilakukan mengingat titik berat memiliki salah satu sifat penting yaitu: bila suatu benda digantung dari sebuah titik dalam daerah medan
gravitasi,
pusat
gravitasi
selalu
terletak
di
bawah titik penggantung; bila tidak benda tidak akan dalam setimbang rotasi (Sears dkk, 1993; hal 246).
62
Sketsa titik berat gergaji lama ini dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Sketsa Titik Berat Gergaji Logam Lama
dimana: W
= berat gergaji logam = 0,55 kg x 9,8 ms-2 = 5,39 N
4.4. Daerah Sayat Pisau Gergaji Logam Daerah sayat pisau gergaji logam diketahui melalui hasil Eksperimen II. Pada Eksperimen II ini, dilakukan praktik penggergajian terhadap suatu pelat jenis mild steel dengan dimensi 4 mm x 17 mm (standar benda kerja di dalam tugas akhir ini). Adanya gesekan antara pisau gergaji yang masih baru dengan benda kerja menyebabkan daerah bekas penyayatan awal hingga akhir pada pisau gergaji logam dapat terlihat jelas. Setelah dilakukan pengukuran, maka diketahui bahwa langkah awal proses penggergajian di dalam eksperimen ini berjarak 6,5 cm dari ujung gergaji logam sedangkan langkah akhir proses penggergajian di dalam eksperimen ini berjarak 30 cm dari ujung gergaji logam.
63
Hasil pengukuran tersebut juga dapat dijelaskan melalui Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Daerah Sayat Awal dan Akhir pada Penggunaan Pisau Gergaji Logam dalam Eksperimen II
4.5. Gaya Aksi Statis Maksimum yang Diperlukan Pengguna pada Penggunaan Gergaji Logam Lama Data
besar
gaya
aksi
statis
maksimum
yang
diperlukan pengguna pada pemakaian awal gergaji logam lama
merupakan
data-data
yang
juga
sulit
dihitung
secara teoritis oleh karena dipengaruhi oleh faktorfaktor
yang
Eksperimen statis
kompleks.
III
untuk
maksimum
Untuk
mencari
yang
itu, nilai
diperlukan
maka
dilakukan
pendekatan di
awal
gaya
proses
penggergajian. Pada Eksperimen III tersebut, pengukuran besarnya gaya aksi pengguna dilakukan tepat pada saat gergaji logam
hendak
beberapa
posisi
bergerak. sudut
Pengukuran
untuk
dilakukan
mengetahui
pada
perbandingan
besarnya gaya aksi yang terjadi pada beberapa variasi sudut pengaplikasian gaya-gaya tersebut.
64
Eksperimen III tersebut dapat dijelaskan melalui suatu bagan kerja seperti pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Bagan Eksperimen III untuk Mengetahui Gaya Aksi Statis Maksimum Pengguna Gergaji
Benda
kerja
yang
digunakan
pada
eksperimen
ini
merupakan benda kerja standar yang dipilih, yaitu pelat jenis mild steel dengan dimensi 4 mm x 17 mm. Sedangkan lokasi awal pemotongan pelat tersebut ditetapkan sesuai hasil Eksperimen II, yaitu berjarak 6,5 cm (horisontal) dari ujung gergaji logam. Adapun
data-data
hasil
Eksperimen
dilihat pada Tabel 4.1. dan Gambar 4.5.
65
III
dapat
Tabel 4.1. Data Besar Gaya Aksi Diperlukan pada Beberapa Variasi Sudut Sudut (°) 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45
Massa/m (Kg) 0,3 0,75 1,3 2 2,5 3 10 10< 10< 10<
Gaya (Newton) 2,94 7,35 12,74 19,6 24,5 29,4 98 98< 98< 98<
Resultan
yang
Keterangan Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau Pisau
Normal Normal Normal Normal Normal Normal Melengkung Melengkung Melengkung Melengkung
Gaya Resultan 110 100 90
Gaya Resultan (Newton)
80 70 60 50 40 30 20 10 0
0
-5
-10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 Sudut (derajat)
Gambar 4.5. Grafik Besar Gaya Aksi Resultan yang Diperlukan pada Beberapa Variasi Sudut
66
4.6. Data-Data Anthropometri Umum Obyek Penelitian Di dalam penelitian ini dipilih seorang individu sebagai
obyek
penelitian
bernama
Bardi
dengan
jenis
kelamin laki-laki, tinggi badan 168 cm, berat badan 58 kg dan umur 37 tahun untuk melakukan simulasi proses penggergajian maupun
dan
baru.
uji
coba
Pemilihan
penggunaan
obyek
gergaji
penelitian
lama
tersebut
dilakukan berdasarkan kriteria jenis kelamin, tinggi badan, berat badan proporsional dan umur seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada sub sub bab 1.4.6.
4.7. Data-Data Anthropometri Spesifik Obyek Penelitian untuk Pengembangan Desain Gergaji Logam Baru Data-data terkait
dengan
anthropometri perancangan
obyek
penelitian
yang
(Chaffin
dan
handle
Andersson, 1991; hal 425) dapat dilihat pada Gambar 4.6. dengan hasil pengukuran seperti pada Tabel 4.2.
Gambar 4.6. Anthropometri (Chaffin dan Andersson, 1991; hal 425)
67
Tangan
Tabel 4.2. Data Anthropometri Tangan Obyek Penelitian Dimensi yang Diukur
Hasil Pengukuran
PB (Palm Breadth)
7,1
PC (Palm Circumference)
19,5 cm
PT (Palm Thickness)
3,2
cm
FL (Finger length)
7,8
cm
HB (Hand Breadth)
10,6 cm
HC (Hand Circumference)
25
cm
cm
4.8. Gambar dan Dimensi Gergaji Logam Baru Gambar dilihat
dan
melalui
dimensi gambar
gergaji
produk
logam
seperti
baru
pada
dapat
Lampiran
A.2. Data-data dimensi yang diambil merupakan data-data hasil
pengukuran
langsung
terhadap
dimensi-dimensi
fungsional gergaji logam baru.
4.9. Sketsa dan Dimensi Gergaji Logam Baru Untuk
memudahkan
analisis
dan
menyederhanakan
penjelasan maka selanjutnya digunakan sketsa pengganti gambar produk gergaji baru seperti pada Gambar 4.7.
68
Gambar 4.7. Sketsa Gergaji Logam Baru
4.10. Data-Data Waktu Pemotongan Kedua Gergaji Data-data waktu pemotongan kedua gergaji diambil dari eksperimen terakhir (uji coba prototipe) berupa data-data waktu pemotongan suatu pelat ms (4 mm x 17 mm) untuk menghasilkan total 16 keping benda kerja yang memiliki ukuran identik (4 mm x 17 mm x 10 mm). Masingmasing
gergaji
digunakan
untuk
melakukan
pemotongan
sebanyak 8 kali. Data-data waktu pemotongan tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.3. dan Gambar 4.8.
Tabel
4.3.
Data-data
Waktu
Pemotongan
Kedua
Gergaji Nomor 1 2 3 4 5 6 7 8
Gergaji Lama (detik) 42.99 39.02 36.62 34.55 33.02 31.85 30.72 29.84
Gergaji Baru (detik) 37.07 32.34 29.12 26.54 25.21 23.32 22.27 21.84
69
Σ
278.61
217.71
Waktu Pemotongan
50 40 Gergaji Lama (detik) Gergaji Baru (detik)
30 20 10 0 1
2
3
4
5
6
7
8
Benda Kerja
Gambar 4.8. Diagram Pemotongan Kedua Jenis Gergaji
Perbandingan
Waktu
4.11. Data-Data Fisiologis Penggunaan Kedua Gergaji Data-data
fisiologis
penggunaan
kedua
gergaji
diambil dari eksperimen terakhir (uji coba prototipe) berupa data-data detak jantung pada pemotongan suatu pelat ms (4 mm x 17 mm) untuk menghasilkan total 16 keping benda kerja yang memiliki ukuran identik (4 mm x 17 mm x 10 mm). Masing-masing gergaji digunakan untuk melakukan
pemotongan
sebanyak
8
kali.
Data-data
ini
dapat dilihat pada tabel 4.4. Di
dalam
eksperimen
pemotongan
benda
kerja
pengukuran:
yang
pertama
(sebelum
melakukan
terakhir,
standar adalah
aktivitas)
setiap
dilakukan pada
berupa
saat
tahap 2
kali
istirahat
jumlah
detak
jantung per menit kemudian yang kedua adalah setelah melakukan aktifitas (durasi waktu pada 10 detakan yang pertama).
70
Tabel 4.4. Data-Data Fisiologis Penggunaan Kedua Gergaji
Gergaji Lama Nomor 1 2 3 4 5 6 7 8
Gergaji Baru
Sebelum
Sesudah
Sebelum
Sesudah
(detak/menit)
(detik)
(detak/menit)
(detik)
74 76 80 82 86 87 88 88
5,24 5,26 5,26 5,27 5,33 6,01 6,18 6,37
80 80 86 88 88 88 90 91
5,49 5,68 5,74 5,74 5,81 6,16 6,18 6,33
71
BAB 5 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
5.1. Analisis Data 5.1.1. Analisis mekanika gergaji logam lama 5.1.1.1. Langkah awal Lokasi titik pangkal gaya-gaya yang terjadi pada penggunaan
gergaji
logam
lama
(langkah
awal)
dapat
dijelaskan melalui sketsa seperti pada Gambar 5.1.
Gambar 5.1. Sketsa Titik Pangkal Gergaji Logam Lama (Langkah Awal)
Gaya-Gaya
dimana: 0
= pusat titik tumpu
W
= gaya berat gergaji logam lama = 5,39 N
Fax1
= gaya aksi horisontal tangan kanan pengguna
Fax2
= gaya aksi horisontal tangan kiri pengguna
Fay1
= gaya aksi vertikal tangan kanan pengguna
Fay2
= gaya aksi vertikal tangan kiri pengguna
72
pada
lW
= lengan momen W
= 18,95 cm
lFax1 = lengan momen Fax1 = 4,1 cm lFax2 = lengan momen Fax2 = 4,1 cm lFay1 = lengan momen Fay1 = 35,95 cm lFay2 = lengan momen Fay2 = 5,575 cm Frx
= gaya reaksi horisontal benda kerja
Fry
= gaya reaksi vertikal benda kerja
Berdasarkan
data
hasil
Eksperimen
III
(Tabel
4.1.)
sudut-sudut aplikasi gaya resultan (θ) yang memenuhi kriteria penggergajian normal (tidak melebihi kekuatan alat) adalah 0°, -5°, -10°, -15°, -20°, dan -25°. Di antara
6
tingkat
pengukuran
sudut
aplikasi
gaya
tersebut dapat diketahui bahwa gaya resultan terbesar yang diperlukan pengguna terjadi pada sudut -25°. Aplikasi diasumsikan
gaya
resultan
merupakan
pada
sudut
dan
sudut gaya
-25° tersebut
resultan
ideal
yang harus dipenuhi pengguna agar proses penggergajian dapat berjalan secara maksimal. Dengan demikian maka nilai
komponen
vertikal
(Ty)
horisontal dapat
(Tx)
dihitung
dan
nilai
melalui
komponen
perhitungan
sebagai berikut : Tx = TResultan cos θ …………………………………………………………………………… (5.1.) = 29,4 N . cos -25° = 26,646 N (ke arah kanan) Ty = TResultan sin θ …………………………………………………………………………… (5.2.) = 29,4 N . sin -25° = -12,425 N (ke arah bawah)
dimana : Tx sebenarnya merupakan (Fax1 + Fax2) ………………………… (5.3.) Ty sebenarnya merupakan Fay2 ………………………………………………… (5.4.)
73
Dengan adanya data-data tersebut, prinsip-prinsip kesetimbangan
benda
tegar
yang
harus
dipenuhi
agar
proses penggergajian dapat berjalan secara ideal serta pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Kroemer
dkk,
2001; hal 372) maka dapat dibuat suatu model matematis untuk
mencari
besar
setiap
gaya
aksi
maupun
reaksi
secara spesifik sebagai berikut: Persamaan Kesetimbangan Benda Tegar :
ΣFax
+ ΣFrx
= 0
atau
Fax1 + Fax2 + Frx = 0 …………………………………………………………………… (5.5.)
ΣFay
+ ΣFry
= 0
atau
Fay1 + Fay2 + W + Fry = 0 ………………………………………………………… (5.6.)
ΣM(+) + ΣM(-) = 0 (|Fay1|.lFay1)
atau
+
(|W|.lW)
-
(|Fax1|.lFax1)
–
(|Fax2|.lFax2) – (|Fay2|.lFay2) = 0 ………………………………… (5.7.)
Fungsi Kendala : Fax1 + Fax2 = 26,646 N (berdasarkan Rumus 5.3.) Fay2
= -12,45 N (berdasarkan Rumus 5.4.)
Fax1 : Fax2 = F(R
push pada 70°)
: F(L
push pada 125°)
Penyelesaian : Proporsi Fax1 : Fax2 secara ideal dapat dicari dengan pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Tabel
3.1.)
menjadi sebagai berikut: F(R
push pada 70°)
:
F(L
push pada 125°)
iterasi F70° terhadap F60°&F90° : iterasi F125° terhadap F120°-F150°
⎧70 − 60 (160 − 151)⎫⎬ + 151 N ⎨ ⎩90 − 60 ⎭
:
74
⎧125 − 120 (133 − 116)⎫⎬ + 116 N ⎨ ⎩150 − 120 ⎭
154 N : 118,83 N
Jadi :
Fax1 = 26,646 N ×
154 154 + 118,83
= 15,042 N
Fax2 = 26,646 N ×
118,83 154 + 118,83
= 11,604 N
sedangkan
Fay1,
Fry
Frx,
dan
dapat
dicari
dengan
perhitungan sebagai berikut :
Fax1 + Fax2 + Frx = 0 Frx = -(Fax1+Fax2) = -26,646 N
(|Fay1|.lFay1)+(|W|.lW)-(|Fax1|.lFax1)-(|Fax2|.lFax2)– (|Fay2|.lFay2) = 0 (|Fay1|.35,95cm)+(5,39N.18,95cm)-(15,042N.4,1cm)(11,604N.4,1cm)-(12,425N.5,575cm) = 0 (|Fay1|.35,95cm)+102,1405Ncm-61,6722Ncm-47,5764Ncm69,269Ncm = 0 |Fay1| = 76,3771 Ncm/35,95 cm = 2,1245 N Catatan : karena nilai |Fay1| positif maka asumsi arah momen sebelumnya benar atau Fay1 = -2,1245 N (ke arah bawah)
Fay1 + Fay2 + W + Fry = 0 -2,1245 N – 12,425 – 5,39 N + Fry = 0 Fry = 19,9395 N
75
5.1.1.2. Langkah akhir Lokasi titik pangkal gaya-gaya yang terjadi pada penggunaan
gergaji
logam
lama
(langkah
akhir)
dapat
dijelaskan melalui sketsa seperti pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2. Sketsa Titik Pangkal Gaya-Gaya pada Gergaji Logam Lama (Langkah Akhir)
dimana: 0
= pusat titik tumpu
W
= gaya berat gergaji logam lama = 5,39 N
Fax1’
= gaya aksi horisontal tangan kanan pengguna
Fax2’
= gaya aksi horisontal tangan kiri pengguna
Fay1’
= gaya aksi vertikal tangan kanan pengguna
Fay2’
= gaya aksi vertikal tangan kiri pengguna
lW
= lengan momen W
= 4,55 cm
lFax1’ = lengan momen Fax1 = 4,1 cm lFax2’ = lengan momen Fax2 = 4,1 cm lFay1’ = lengan momen Fay1 = 12,45 cm lFay2’ = lengan momen Fay2 = 29,075 cm Frx’
= gaya reaksi horisontal benda kerja
76
Fry’
= gaya reaksi vertikal benda kerja Pada penggunaan gergaji logam lama langkah akhir
ini,
gaya
(bernilai
aksi
horisontal
negatif)
pengereman/tarik
karena
terhadap
pengguna
berbalik
arah
berperan
sebagai
gaya
gaya
dorong
sebelumnya.
Besarnya gaya aksi tarik pengguna tersebut diasumsikan sama namun berlawanan tanda dengan gaya aksi dorong (statis
maksimum)
pengguna
pada
langkah
awal,
yaitu
sebesar –26,646 N (Rumus 5.11). Sementara gaya aksi vertikal pengguna diasumsikan sama dengan total gaya aksi vertikal pada langkah awal penggergajian, yaitu sebesar -19,9395 N (Rumus 5.12.). Dengan adanya data-data tersebut, prinsip-prinsip kesetimbangan
benda
tegar
yang
harus
dipenuhi
agar
proses penggergajian dapat berjalan secara ideal serta pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Kroemer
dkk,
2001; hal 372) maka dapat dibuat suatu model matematis untuk
mencari
besar
setiap
gaya
aksi
maupun
reaksi
secara spesifik sebagai berikut: Persamaan Kesetimbangan Benda Tegar : ΣFax’ + ΣFrx’
= 0
atau
Fax1’ + Fax2’ + Frx’ = 0 ……………………………………………………………… (5.8) ΣFay’ + ΣFry’
= 0
atau
Fay1’ + Fay2’ + W + Fry’ = 0 …………………………………………………… (5.9) ΣM(+)’ + ΣM(-)’ = 0
atau
(|Fax1’|.lFax1’) + (|Fay1’|.lFay1’) + (|Fax2’|.lFax2’) (|W|.lW) - (|Fay2’|.lFay2’) = 0 ………………………………………… (5.10)
77
Fungsi Kendala : Fax1’ + Fax2’
= -26,646 N ………………………………………… (5.11.)
Fay1’ + Fay2’ + W
= -19,9395 N ………………………………………… (5.12.)
Fax1’ : Fax2’
= F(R
pull pada 90°)
: F(L
pull pada 140°)
Penyelesaian : Proporsi Fax1’ : Fax2’ secara ideal dapat dicari dengan pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Tabel
3.1.)
menjadi sebagai berikut: F(R
:
pull pada 90°)
F(R
F(L
pull pada 140°)
pull pada 90°)
165 N
: iterasi F140° terhadap F120°-F150°
⎧140 − 120 (187 − 151)⎫⎬ + 151 N ⎨ ⎩150 − 120 ⎭
:
165 N : 175 N
Jadi : Fax1' = −26,646 N ×
165 165 + 175
= − 12,931 N
Fax2' = −26,646 N ×
175 165 + 175
= − 13,715 N
sedangkan Frx, dan Fay1 dapat dicari dengan perhitungan sebagai berikut :
Fax1’ + Fax2’ + Frx = 0
Frx = -Fax1’-Fax2’ = 26,646 N
78
Fay1’ + Fay2’ + W + Fry’ = 0 Fay1’ + Fay2’ = -W - Fry’ = -(-5,39) – 19,9395 = -14,5495 …………………………………………………………… (5.13.)
(|Fax1’|.lFax1’) + (|Fay1’|.lFay1’) + (|Fax2’|.lFax2’) (|W|.lW) - (|Fay2’|.lFay2’) = 0 (12,931N.4,1cm) + (|Fay1’|.12,45cm) + (13,715 N.4,1cm) - (5,39N.4,55cm) - (|Fay2’|.29,075cm) = 0 (|Fay1’|.12,45cm)-(|Fay2’|.29,075cm) = -84,7241 Ncm ……… …………………………………………………………………………………………………………………………… (5.14.)
Eliminasi persamaan (5.13.) dan (5.14.) berupa: Fay1’ + Fay2’ = -14,5495 …(x 12,45) (12,45|Fay1’|)-(29,075|Fay2’|) = -84,7241 …(x 1)
12,45 Fay1’
+ 12,45 Fay2’
_
= -181,1425
(12,45|Fay1’|)-(29,075|Fay2’|) = -84,7241 41,525|Fay2’| |Fay2’|
_
= -96,417 = -2,322 N
Catatan : karena nilai |Fay2’| negatif maka asumsi arah momen sebelumnya salah atau Fay2’ = 2,322 N (ke arah atas)
Fay1’ + Fay2’ + W + Fry’ = 0 Fay1’ + 2,322 N – 5,39 N + 19,9395 Fay1’ = -16,872 N (arah ke bawah)
79
= 0
5.1.2. Pengembangan desain dan prototipe gergaji baru Berdasarkan pengamatan terhadap penggunaan gergaji logam lama, penulis menemukan adanya ketidak nyamanan posisi tangan kiri pada saat memegang gergaji. Ketidak nyamanan
yang
timbul
ini
diidentifikasikan
sebagai
akibat dari beberapa faktor, yaitu: a. Lokasi pencekaman/handle tangan kiri pengguna yang kurang mendukung tercukupinya momen gaya. Hal ini dapat diketahui berdasarkan analisis mekanika pada langkah awal penggunaan gergaji logam lama (Gambar 5.1.) yang memperlihatkan bahwa lengan momen Fax2 (lFax2) hanya sebesar 4,1 cm sedangkan lengan momen Fay2 (lFay2) 5,575 cm. Dengan adanya lengan momen horisontal (lFax2) yang kecil maka kekurangan momen negatif yang ada harus dicukupi dengan gaya vertikal tangan kiri pengguna. Di dalam kondisi nyata hal ini bersifat
merugikan
karena
tenaga
tangan
kiri
pengguna dikonsentrasikan untuk melakukan gaya tekan vertikal yang relatif besar. b. Tipe
pencekaman
memaksimalkan
(hook
kekuatan
grip)
yang
pencekaman
kurang
tangan
kiri
pengguna. Hal ini dapat diketahui melalui Gambar 3.7 yang
memperlihatkan
macam-macam
Kopling
antara
Tangan dan Handle berdasarkan 10 tingkat kekuatan pencekaman.
Tipe
diklasifikasikan
pencekaman pada
hook
tingkat
grip
ke-3
hanya
kekuatan
pencekaman tangan dan handle sementara pencekaman terkuat terjadi melalui tipe pencekaman Power Grasp.
80
c. Desain handle berupa plat tipis (sebagai bagian dari kerangka gergaji) yang menyebabkan terkonsentrasinya luas
bidang
pencekaman/hot
spots
pada
jari-jari
tangan (kurang nyaman bagi pencekaman telapak tangan kiri). Hal ini diperkuat dengan salah satu prinsipprinsip dasar perancangan handle yang dikemukakan oleh
Pheasant
(1988;
hal
227-229);
seperti
yang
telah dijelaskan juga sebelumnya pada sub sub bab 3.4.2; yang menyatakan bahwa handle dari penampang melintang
berbentuk
bundar
akan
paling
nyaman
digenggam sepanjang tidak terdapat kemungkinan hot spots. Berdasarkan
identifikasi
faktor-faktor
tersebut
pula, penulis mengusulkan adanya pengembangan desain handle
pencekaman
tangan
kiri
pengguna.
Usulan
yang
dilakukan adalah: a. Perubahan lokasi (relokasi) pencekaman/handle tangan kiri
pengguna
pencekaman atasnya. dapat
dari
tangan Melalui
dibangkitkan
sejajar
kanan
ke
relokasi momen
horisontal beberapa
handle gaya
ini
negatif
pusat
lokasi
di
diharapkan pada
saat
langkah awal dengan gaya aksi horisontal tangan kiri pengguna.
Selain
itu
diharapkan
pula
adanya
peningkatan proporsionalitas pengeluaran gaya aksi antara tangan kiri dan tangan kanan pengguna. b. Perubahan tipe pencekaman (redesain) dari tipe hook grip ke tipe power grasp untuk lebih memaksimalkan kekuatan pencekaman tangan kiri pengguna. c. Pemilihan
bentuk,
ukuran
(panjang
dan
diameter)
handle yang tepat untuk menghindari ketidak nyamanan akibat hot spots atau handle yang terlalu besar.
81
Ukuran
panjang
efektif
handle
tambahan
yang
dipilih
sebesar 10 cm (4 inchi) dengan pertimbangan data Palm Breadth (PB) responden sebesar 7,1 cm sehingga panjang handle
gergaji
minimal
sebesar
nilai
tersebut
untuk
mencukupi kekuatan pencekaman dan kenyamanan. Selain itu terdapat panduan perancangan peralatan tangan yang bersifat
repetitif
yang
ditulis
oleh
Eastman
Kodak
Company (1986; hal 256) yang menyebutkan bahwa panjang handle sebesar 10 cm (4 inchi) telah cukup ergonomis. Sedangkan ukuran diameter handle tambahan yang dipilih sebesar
2,7
cm
dengan
pertimbangan
batas
diameter
handle minimum secara ergonomis sebesar 2 cm (Chaffin dan Andersson, 1991; hal 426) dan telah dipenuhinya kenyamanan secara subyektif oleh responden. Pemilihan diameter ini juga berdasarkan pertimbangan akan adanya kemampuan
untuk
diperbesar
dengan
suatu
suitable
bulges/tambahan permukaan handle (Kroemer dkk, 2001; hal 377) jika diperlukan. Penempatan handle tambahan diusahakan sedekat mungkin dengan ujung depan kerangka gergaji logam dan memungkinkan penambahan
juga handle.
untuk Hal
dilakukan
ini
dilakukan
yang
modifikasi/ agar
proses
pengendalian arah pemakanan dapat berlangsung secara optimal. Ruang penempatan handle juga sengaja dibatasi di
sisi
yang
lain
untuk
memberikan
kemungkinan
penyetelan panjang gagang gergaji (fungsi adjustable) mengingat handle tambahan yang diletakkan pada gagang gergaji bersifat paten (hasil pengelasan). Berdasarkan kriteria-kriteria
tersebut
dipilih
lokasi
penempatan
handle dengan jarak antara titik pusat handle dan ujung depan gergaji logam sebesar 43 mm.
82
5.1.3. Analisis mekanika gergaji logam baru 5.1.3.1. Langkah awal Lokasi titik pangkal gaya-gaya yang terjadi pada penggunaan
gergaji
logam
baru
(langkah
awal)
dapat
dijelaskan melalui sketsa seperti pada Gambar 5.3.
Gambar 5.3. Sketsa Titik Pangkal Gergaji Logam Baru (Langkah Awal)
Gaya-Gaya
dimana: 0
= pusat titik tumpu
W
= gaya berat gergaji logam lama = 5,39 N
Wh
= gaya berat handle tambahan = 1,8967 N
Fax1
= gaya aksi horisontal tangan kanan pengguna
Fax2
= gaya aksi horisontal tangan kiri pengguna
83
pada
Fay1
= gaya aksi vertikal tangan kanan pengguna
Fay2
= gaya aksi vertikal tangan kiri pengguna
lW
= lengan momen W
= 18,95 cm
lWh
= lengan momen Wh
= 2,2 cm
lFax1 = lengan momen Fax1 = 4,1 cm lFax2 = lengan momen Fax2 = 14,6 cm lFay1 = lengan momen Fay1 = 35,95 cm lFay2 = lengan momen Fay2 = 2,2 cm Frx
= gaya reaksi horisontal benda kerja
Fry
= gaya reaksi vertikal benda kerja
Pada penggunaan gergaji logam baru langkah awal ini,
total
vertikal dengan
masing-masing
yang
total
gaya
dibutuhkan
aksi
pengguna
masing-masing
gaya
horisontal diasumsikan
aksi
dan sama
horisontal
dan
vertikal pada penggunaan gergaji lama. Jadi total gaya aksi horisontal yang dibutuhkan sebesar 26,646 N (Rumus 5.18.)
sedangkan
total
gaya
aksi
vertikal
yang
dibutuhkan sebesar -19,9395 N (Rumus 5.19.). Dengan adanya data-data tersebut, prinsip-prinsip kesetimbangan
benda
tegar
yang
harus
dipenuhi
agar
proses penggergajian dapat berjalan secara ideal serta pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Kroemer
dkk,
2001; hal 372) maka dapat dibuat suatu model matematis untuk
mencari
besar
setiap
gaya
aksi
maupun
reaksi
secara spesifik sebagai berikut: Persamaan Kesetimbangan Benda Tegar : ΣFax
+ ΣFrx
= 0
atau
Fax1 + Fax2 + Frx = 0 ………………………………………………………………… (5.15.) ΣFay
+ ΣFry
= 0
atau
84
Fay1 + Fay2 + W + Wh + Fry = 0 ………………………………………… (5.16.) ΣM(+) + ΣM(-) = 0
atau
(|Fay1|.lFay1) + (|W|.lW) – (|Wh|.lWh) - (|Fax1|.lFax1) – (|Fax2|.lFax2) – (|Fay2|.lFay2) = 0 ………………………… (5.17.)
Fungsi Kendala : Fax1 + Fax2
=
26,646 N ………………………………… (5.18.)
Fay1 + Fay2 + W + Wh = -19,9395 N ………………………………… (5.19.) Fax1 : Fax2 = F(R
push pada 75°)
: F(L
push pada 130°)
Penyelesaian : Proporsi Fax1 : Fax2 secara ideal dapat dicari dengan pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Tabel
3.1.)
menjadi sebagai berikut: F(R
push pada 75°)
:
F(L
push pada 130°)
iterasi F75° terhadap F60°&F90° : iterasi F130° terhadap F120°-F150°
⎧75 − 60 (160 − 151)⎫⎬ + 151 N ⎨ ⎩90 − 60 ⎭
⎧130 − 120 (133 − 116)⎫⎬ + 116 N ⎨ ⎩150 − 120 ⎭
:
155,5 N : 121,667 N
Jadi : Fax1 = 26,646 N ×
Fax2 = 26,646 N × sedangkan
Frx,
155,5 155,5 + 121,667
121,667 155,5 + 121,667 Fay1,
dan
= 14,948 N
= 11,698 N
Fay2
perhitungan sebagai berikut :
Fax1 + Fax2 + Frx = 0
85
dapat
dicari
dengan
Frx = -(Fax1+Fax2) = -26,646 N Fay1 + Fay2 + W + Wh + Fry = 0 Fay1 + Fay2 = -W - Wh - Fry = -(-5,39 N) –(-1,8967 N) - 19,9396 N = -12,6529 N …………………………………………………………… (5.20.)
(|Fay1|.lFay1) + (|W|.lW) – (|Wh|.lWh) - (|Fax1|.lFax1) – (|Fax2|.lFax2) – (|Fay2|.lFay2) = 0 (|Fay1|.35,95cm) + (5,39N.18,95cm) – (1,8967N.2,2cm) (14,948N.4,1cm) – (11,698N.14,6cm) – (|Fay2|.2,2cm) = 0 (|Fay1|.35,95cm) – (|Fay2|.2,2cm) = 134,1098 N ………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… (5.21.)
Eliminasi persamaan (5.19.) dan (5.20.) berupa: Fay1’ + Fay2’ = -12,6529 …(x 2,2) (35,95|Fay1’|)-(2,2|Fay2’|) = 134,1098 …(x 1)
2,2 Fay1’
+ 2,2 Fay2’
= -27,8364
(35,95|Fay1’|)-(2,2|Fay2’|) = 134,1098 (38,15|Fay1’|)
+
+
= 106,2734 |Fay1’| = 2,7857 N
Catatan : karena nilai |Fay1’| positif maka asumsi arah momen sebelumnya benar atau Fay1’ = -2,7857 N (ke arah bawah)
Fay1’ + Fay2’ + W + Wh + Fry’ = 0 -2,7857 + Fay2’ – 5,39 N – 1,8967N + 19,9395 Fay2’ = -9,8671 N (arah ke bawah)
86
= 0
5.1.3.2. Langkah akhir Lokasi titik pangkal gaya-gaya yang terjadi pada penggunaan
gergaji
logam
baru
(langkah
akhir)
dapat
dijelaskan melalui sketsa seperti pada Gambar 5.4.
Gambar 5.4. Sketsa Titik Pangkal Gergaji Logam Baru (Langkah Akhir)
Gaya-Gaya
dimana: 0
= pusat titik tumpu
W
= gaya berat gergaji logam lama = 5,39 N
Wh
= gaya berat handle tambahan = 1,8967 N
Fax1’
= gaya aksi horisontal tangan kanan pengguna
Fax2’
= gaya aksi horisontal tangan kiri pengguna
Fay1’
= gaya aksi vertikal tangan kanan pengguna
Fay2’
= gaya aksi vertikal tangan kiri pengguna
87
pada
lW
= lengan momen W
= 4,55 cm
lWh
= lengan momen Wh
= 25,7 cm
lFax1’ = lengan momen Fax1 = 4,1 cm lFax2’ = lengan momen Fax2 = 14,6 cm lFay1’ = lengan momen Fay1 = 12,45 cm lFay2’ = lengan momen Fay2 = 25,7 cm Frx’
= gaya reaksi horisontal benda kerja
Fry’
= gaya reaksi vertikal benda kerja
Pada penggunaan gergaji logam baru langkah akhir ini,
gaya
(bernilai
aksi
horisontal
negatif)
pengereman/tarik
karena
terhadap
pengguna
berbalik
arah
berperan
sebagai
gaya
gaya
dorong
sebelumnya.
Besarnya gaya aksi tarik pengguna tersebut diasumsikan sama namun berlawanan tanda dengan gaya aksi dorong (statis
maksimum)
pengguna
pada
langkah
awal,
yaitu
sebesar –26,646 N (Rumus 5.25). Sementara gaya aksi vertikal pengguna diasumsikan sama dengan total gaya aksi vertikal pada langkah awal penggergajian, yaitu sebesar -19,9395 N (Rumus 5.26). Dengan adanya data-data tersebut, prinsip-prinsip kesetimbangan
benda
tegar
yang
harus
dipenuhi
agar
proses penggergajian dapat berjalan secara ideal serta pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Kroemer
dkk,
2001; hal 372) maka dapat dibuat suatu model matematis untuk
mencari
besar
setiap
gaya
aksi
maupun
reaksi
secara spesifik sebagai berikut: Persamaan Kesetimbangan Benda Tegar : ΣFax’ + ΣFrx’ = 0
atau
Fax1’ + Fax2’ + Frx’ = 0 ………………………………………………………… (5.22.)
88
ΣFay’ + ΣFry’ = 0
atau
Fay1’ + Fay2’ + W + Wh + Fry’ = 0 ………………………………… (5.23.) ΣM(+)’ + ΣM(-)’ = 0
atau
(|Fax1’|.lFax1’) + (|Fay1’|.lFay1’) + (|Fax2’|.lFax2’) (|W|.lW) – (|Wh|.lWh) - (|Fay2’|.lFay2’) = 0 …… (5.24.)
Fungsi Kendala : Fax1’ + Fax2’
= -26,646 N ……………………………… (5.25.)
Fay1’ + Fay2’ + W + Wh = -19,9395 N …………………………… (5.26.) Fax1’ : Fax2’ = F(R
pull pada 90°)
: F(L
pull pada 145°)
Penyelesaian : Proporsi Fax1’ : Fax2’ secara ideal dapat dicari dengan pendekatan
data-data
kekuatan
tangan
(Tabel
3.1.)
menjadi sebagai berikut: F(R
pull pada 90°)
: F(R
F(L
pull pada 145°)
pull pada 90°)
165 N
:
: iterasi F145° terhadap F120°-F150°
⎧145 − 120 (187 − 151)⎫⎬ + 151 N ⎨ ⎩150 − 120 ⎭
165 N : 181 N
Jadi : Fax1' = −26,646 N ×
165 = − 12,7075 N 165 + 181
Fax2' = −26,646 N ×
181 = −13,9385 N 165 + 181
sedangkan
Frx’
dan
Fay1’
perhitungan sebagai berikut :
89
dapat
dicari
dengan
Fax1’ + Fax2’ + Frx’ = 0 Frx’ = -Fax1’-Fax2’ = 26,646 N
Fay1’ + Fay2’ + W + Wh + Fry’ = 0 Fay1’ + Fay2’ = -W - Wh – Fry’ = -(-5,39 N) –(-1,8967 N) - 19,9396 N = -12,6529 N ……………………………………………………… (5.27.)
(|Fax1’|.lFax1’) + (|Fay1’|.lFay1’) + (|Fax2’|.lFax2’) (|W|.lW) – (|Wh|.lWh) - (|Fay2’|.lFay2’) = 0 (12,7075N.4,1cm)
(|Fay1’|.12,45cm)
+
+
(13,9385N.14,6cm) - (5,39N.4,55cm) – (1,8967N.25,7cm) (|Fay2’|.25,7cm) = 0 (|Fay1’|.12,45cm)-(|Fay2’|.25,7cm) = -182,3332 N ……………… …………………………………………………………………………………………………………………………… (5.28.)
Eliminasi persamaan (5.27.) dan (5.28.) berupa:
Fay1’ + Fay2’ = -12,6529
…(x 12,45)
(12,45|Fay1’|)-(25,7|Fay2’|) = -182,3332 …(x 1)____ _
12,45 Fay1’
+ 12,45 Fay2’
= -157,5286
(12,45|Fay1’|)-(25,7|Fay2’|) = -182,3332
_
(38,15|Fay2’|) = 24,804 |Fay2’|
= 0,65 N
Catatan : karena nilai |Fay2’| positif maka asumsi arah momen sebelumnya benar atau Fay2’ = -0,65 N (ke arah bawah)
90
Fay1’ + Fay2’ + W + Wh + Fry’ = 0 Fay1’ – 0,65N – 5,39N - 1,8967N + 19,9395N = 0 Fay1’ = -12,0028 N (arah ke bawah) 5.1.4. Evaluasi kecepatan penggunaan kedua gergaji
Proses
penggergajian
yang
benar
memerlukan
keahlian pengguna yang cukup. Keahlian tersebut akan semakin meningkat dari waktu ke waktu seiring dengan kemampuan
adaptasi
pengguna
terhadap
alat
yang
digunakan. Adanya perbedaan kemampuan adaptasi pengguna pada setiap rancangan produk yang berbeda pula menjadi dasar
penggunaan
metode
Learning
di
Curve
dalam
evaluasi kecepatan penggunaan kedua gergaji ini. Metode
Learning
Curve
yang
digunakan
di
dalam
penelitian ini adalah model Logaritmik Linier dengan pertimbangan
kemudahan
perhitungan.
Melalui
model
Logaritmik Linier ini, mula-mula dilakukan perhitungan
kecepatan
adaptasi/belajar
(learning
rate)
pengguna
pada masing-masing gergaji yang digunakan. Berdasarkan learning
rate
yang
sudah
diketahui,
dilakukan
perhitungan kecepatan penggergajian pada benda kerja ke-100. Alasan dilakukannya perhitungan kecepatan pada tingkat tersebut adalah adanya fenomena bahwa kecepatan yang didapat beberapa model Learning Curve pada tingkat tersebut mencapai titik yang sama (Siswanto, 1988; hal 21). Secara dengan
garis
model
besar,
Logaritmik
perhitungan Linier
Learning
tersebut
juga
dijelaskan melalui tahap-tahap sebagai berikut:
91
Curve
dapat
a. Menghitung
eksponen
fungsi
pangkat
untuk
ancangan
fungsi
pangkat
untuk
ancangan
waktu total, yaitu c. b. Menghitung
eksponen
waktu rata-rata, yaitu b (1-c). c. Menghitung waktu rata-rata yang terjadi pada saat penggergajian ke-100, yaitu Y. Berdasarkan data-data hasil pengamatan kecepatan penggergajian
di
tabel
4.3.
maka
dapat
dilakukan
perhitungan sebagai berikut: 5.1.4.1. Perhitungan untuk gergaji lama a. Menghitung eksponen fungsi pangkat untuk ancangan waktu total, yaitu c. rumus :
Z = a . Xc ………………………………… (5.29.) dimana :
Z = waktu total = 278,61 detik a = jam
kerja
langsung
untuk
membuat
unit
yang
pertama = 42,99 detik X = unit kumulatif yang diproduksi = 8 unit c = eksponen
fungsi
pangkat
untuk
ancangan waktu
total atau sama dengan “1–b” penyelesaian :
278,61 detik = 42,44 detik . 8c 8c = 278,61 detik : 42,44 detik 8c = 6,565 log 8c = log 6,565 c log 8 = log 6,565 c = log 6,565 : log 8 c =
0,905 : 0,903
92
c = 0,9049 b. Menghitung eksponen fungsi pangkat untuk ancangan waktu rata-rata, yaitu b atau (1-c). rumus :
b = 1-c …………………………………… (5.30.) dimana :
b = eksponen
fungsi
pangkat
untuk
ancangan Waktu
Rata-rata penyelesaian :
b = 1 – 0,9049 b = 0,0951 c. Menghitung waktu rata-rata pada saat penggergajian ke-100, yaitu Y. rumus :
Y = a . X-b ……………………………… (5.31.) dimana :
Y = waktu rata-rata
atau
jam kerja langsung rata-
rata untuk 100 unit pekerjaan X = banyaknya unit yang dikerjakan = 100 a = waktu
untuk
mengerjakan
unit
yang
pertama
= 42,99 detik b = nilai eksponen
yang berkaitan dengan
Rate = 0,0951 penyelesaian :
Y = 42,99 detik . 100-0,951 Y = 42,99 detik . 0,6454 Y = 27,7458 detik
93
Learning
5.1.4.2. Perhitungan untuk gergaji baru a. Menghitung eksponen fungsi pangkat untuk ancangan waktu total, yaitu c. rumus :
Z = a . Xc ……………………………… (5.32.) dimana :
Z = waktu total = 217,71 detik a = jam
kerja
langsung
untuk
membuat
unit
yang
pertama = 37,07 detik X = unit kumulatif yang diproduksi = 8 unit c = eksponen
fungsi
pangkat
untuk
ancangan waktu
total atau sama dengan “1–b” penyelesaian :
217,71 detik = 37,07 detik . 8c 8c = 217,71 detik : 37,07 detik 8c = 5,873 log 8c = log 5,873 c log 8 = log 5,873 c = log 5,873 : log 8 c =
0,768 : 0,903 c = 0,8514
b. Menghitung
eksponen
fungsi
pangkat
untuk
ancangan
waktu rata-rata, yaitu b atau (1-c). rumus :
b = 1-c ……………………………………… (5.33.) dimana :
b = eksponen
fungsi
pangkat
Rata-rata
94
untuk
ancangan Waktu
penyelesaian :
b = 1 – 0,8514 b = 0,1486 c. Menghitung waktu rata-rata pada saat penggergajian ke-100, yaitu Y. rumus :
Y = a . X-b ………………………………… (5.34.) dimana :
Y = waktu rata-rata
atau
jam kerja langsung rata-
rata untuk 100 unit pekerjaan X = banyaknya unit yang dikerjakan = 100 a = waktu
untuk
mengerjakan
unit
yang
pertama
= 37,07 detik b = nilai eksponen
yang berkaitan dengan
Learning
Rate = 0,1486 penyelesaian :
Y = 42,99 detik . 100-0,1486 Y = 42,99 detik . 0,5044 Y = 21,684 detik
5.1.5. Evaluasi fisiologis penggunaan kedua gergaji Sebelum dilakukan konversi energi, perlu dilakukan konversi awal data-data fisiologis ‘sesudah penggunaan kedua satuan
gergaji’
yang
(detak/menit)
bersatuan
(detik/10
menggunakan
detak)
rumus
(Yoelianti, 2003; hal 54) seperti berikut ini :
95
ke
konversi
Fh = (60/t) x 10 ……………………… (5.35.) dimana :
Fh = detak jantung (detak/menit ≈ beat per minute) t
= durasi waktu 10 detakan yang pertama (detik)
Contoh perhitungan konversi awal :
t
= 5,24 detik
Fh = (60/t) x 10 = (60/6,37) x 10 = 94,19 detak/menit ≈ 94 detak/menit Hasil perhitungan konversi awal terhadap datadata
fisiologis
‘sesudah
penggunaan
kedua
gergaji’
dapat dilihat pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1. Konversi Data-Data Fisiologis Sesudah Penggunaan Kedua Gergaji ke Satuan (detak/menit) Gergaji Lama Nomor 1 2 3 4 5 6 7 8
Gergaji Baru
Sesudah
Sesudah
Sesudah
Sesudah
(detik)
(detak/menit)
(detik)
(detak/menit)
6,37 6,18 6,01 5,33 5,27 5,26 5,26 5,24
94 97 100 113 114 114 114 115
6,33 6,18 6,16 5,81 5,74 5,74 5,68 5,49
95 97 97 103 105 105 106 109
Berdasarkan
konversi
awal
tersebut,
didapatkan
data-data fisiologis ‘sesudah dan sebelum’ penggunaan gergaji dalam satuan (detak/menit) seperti terangkum dalam Tabel 5.2.
96
Tabel 5.2. Rekapitulasi Data-data Fisiologis ‘Sesudah dan Sebelum’ Penggunaan Gergaji dalam Satuan (detak/menit) Gergaji Lama Nomor
Gergaji Baru
Sesudah
Sebelum
Sesudah
Sebelum
(detak/menit)
(detak/menit)
(detak/menit)
(detak/menit)
94 97 100 113 114 114 114 115
74 76 80 82 86 87 88 88
95 97 97 103 105 105 106 109
80 80 86 88 88 88 90 91
1 2 3 4 5 6 7 8
Setelah didapatkannya semua data-data fisiologis ‘sebelum maupun sesudah’ penggunaan kedua gergaji dalam satuan
maka
(detak/menit)
dapat
dilakukan
konversi
selanjutnya ke dalam satuan energi (kilo kalori), yaitu menggunakan rumus konversi energi (Astuti, 1985; hal IV-3) sebagai berikut : KE = ET – EI ……………………………… (5.36.) ET = 1,80411 – 0,0229038 DT + 4,71733.10-4 DT2 …… (5.37.) EI = 1,80411 – 0,0229038 DI + 4,71733.10-4 DI2 …… (5.38.) dimana:
KE
=
Konsumsi
energi
pada
waktu
kerja
tertentu (kilokalori) ET
=
Energi
yang
dikeluarkan
pada
waktu
kerja
pada
saat
tertentu (kilokalori) EI
=
Energi
yang
dikeluarkan
istirahat (kilokalori)
97
DT = Kecepatan denyut jantung pada waktu kerja tertentu (kilokalori) DI =
Kecepatan denyut jantung pada saat istirahat (kilokalori)
Contoh perhitungan :
DT = 94 detak/menit ET = 1,80411 – 0,0229038 DT + 4,71733.10-4 DT2 = 1,80411 – 0,0229038 (94) + 4,71733.10-4 (94)2 = 1,80411 – 2,1529 + 4,1682 = 3,8194 kilokalori DI = 74 detak/menit EI = 1,80411 – 0,0229038 DI + 4,71733.10-4 DI2 = 1,80411 – 0,0229038 (74) + 4,71733.10-4 (74)2 = 1,80411 – 1,6949 + 2,5832 = 2,6924 kilokalori KE = ET – EI = 3,8194 kilokalori - 2,69241 kilokalori = 1,1269 kilokalori Hasil perhitungan konversi energi terhadap semua data-data
fisiologis
penggunaan
kedua
gergaji
satuan (kilokalori) dapat dilihat pada Tabel 5.3.
98
dalam
Tabel 5.3. Tabel Perhitungan Konversi Energi Terhadap Data-Data Fisiologis Penggunaan Kedua Gergaji Gergaji Lama No. 1 2 3 4 5 6 7 8 Σ R
DT (bpm) 94 97 100 113 114 114 114 115 861
ET (kcal) 3.819 4.021 4.231 5.24 5.324 5.324 5.324 5.409 38.691
DI (bpm) 74 76 80 82 86 87 88 88 661
EI (kcal) 2.692 2.788 2.991 3.098 3.323 3.382 3.442 3.442 25.1581
KE (kcal) 1.127 1.233 1.24 2.142 2 1.942 1.882 1.967 13.5328
107.625
4.83637
82.625
3.14476
1.69161
Gergaji Baru No. 1 2 3 4 5 6 7 8 Σ R
DT (bpm) 95 97 97 103 105 105 106 109 817
ET (kcal) 3.886 4.021 4.021 4.45 4.6 4.6 4.677 4.912 35.1663
DI (bpm) 80 80 86 88 88 88 90 91 691
EI (kcal) 2.991 2.991 3.323 3.442 3.442 3.442 3.564 3.626 26.8202
KE (kcal) 0.895 1.03 0.698 1.008 1.158 1.158 1.113 1.286 8.34608
102.125
4.39579
86.375
3.35253
1.04326
99
5.2. Pembahasan Penelitian kegiatan penggergajian manual merupakan suatu
penelitian
karena
pada
yang
dasarnya
cukup
rumit.
kegiatan
Hal
ini
terjadi
penggergajian
manual
sendiri merupakan suatu kegiatan yang sangat bersifat subyektif, dinamis dan dipengaruhi oleh banyak faktorfaktor “X” (misal : ketajaman gigi-gigi pisau gergaji, kekerasan benda kerja, luas bidang pemotongan, dsb). Oleh karena hal-hal tersebut maka pada penelitian ini
telah
dilakukan
beberapa
idealisasi
proses
penggergajian (misal : penggunaan pisau gergaji baru, benda kerja yang identik, batasan-batasan penelitian dan
beberapa
asumsi
yang
beralasan).
Idealisasi-
idealisasi ini telah dijelaskan pada beberapa sub bab sebelumnya. Berawal
dari
adanya
keluhan
subyektif
berupa
ketidak nyamanan penggunaan gergaji logam lama, maka telah
dilakukan
tindak
lanjut
berupa
pengembangan
desain gergaji logam lama secara ergonomi. Dari segi pengembangan yaitu
:
terdapat
redesain
dan
dua
tindakan
reposisi
yang
handle
dilakukan,
gergaji
logam
lama. Tindakan redesain yang dimaksud berupa perancangan ulang desain handle yang sebelumnya bertipe hook grip ke tipe power grasp. Sedangkan tindakan reposisi yang dimaksud
berupa
pemindahan
posisi
pencekaman
handle
tangan kiri pengguna yang sebelumnya sejajar horisontal dengan titik pencekaman tangan kanan ke suatu handle tambahan di atas kerangka gergaji.
100
Suatu analisis mekanika juga telah dilakukan untuk mengetahui besarnya gaya-gaya aksi yang terjadi secara pendekatan pada penggunaan gergaji logam lama dan baru. Berdasarkan
hasil
analisis
mekanika
tersebut
dapat
disusun suatu tabel perbandingan kedua gergaji seperti terlihat pada tabel 5.4.
Tabel 5.4. Perbandingan Gaya-Gaya Aksi Pengguna pada Gergaji Logam Lama dan Baru LANGKAH AWAL
Gergaji Lama 15,042 N 11,604 N -2,1245 N -12,45 N
Fax1 Fax2 Fay1 Fay2
Gergaji Baru 14,948 N 11,698 N -2,7857 N -9,8671 N
|Gergaji Lama| – |Gergaji Baru| 0,094 N -0,094 N -0,6612 N 2,5829 N
Selisih Total
1,9217 N
LANGKAH AKHIR
Gergaji Lama -12,931 N -13,715 N -16,872 N 2,322 N
Fax1’ Fax2’ Fay1’ Fay2’ Selisih Total
Berdasarkan
tabel
Gergaji Baru -12,7075 N -13,9385 N -12,0028 N -0,65 N
perbandingan
|Gergaji Lama| – |Gergaji Baru| 0,2235 N -0,2235 N 4,8692 N 1,672 N 6,5412 N
tersebut
dapat
dilihat adanya keuntungan melalui penggunaan gergaji logam baru pada langkah awal sebesar 1,9217 N dan pada langkah akhir sebesar 6,5412 N. Dengan kata lain, dapat disimpulkan bahwa penggunaan gergaji baru akan lebih menguntungkan
karena
terjadi
penghematan
(efisiensi)
pengeluaran gaya aksi (dibuktikan di titik awal maupun akhir proses penggergajian).
101
Keuntungan lain yang dapat dilihat melalui tabel tersebut
adalah
adanya
peningkatan
proporsionalitas
pengeluaran gaya aksi antara tangan kanan dengan tangan kiri pengguna. Peningkatan proporsionalitas ini dapat dijelaskan dengan berkurangnya komponen gaya aksi pada setiap
tangan
yang
lebih
berat
karena
dialihkan
sebagian ke tangan lain yang lebih ringan. Dipandang dari segi pengembangan (redesain dan reposisi) handle dapat dijelaskan adanya peningkatan kenyamanan dan kesehatan pengguna karena berkurangnya faktor stres (hot spots) pada jari-jari dan telapak tangan pengguna. Selain itu terdapat pula peningkatan keamanan
pengguna
gesekan/sayatan
karena
antara
berkurangnya
tangan
kiri
faktor
resiko
pengguna
dengan
benda kerja atau bahkan pisau gergaji yang patah. Pada
akhir
perbandingan penggunaan Evaluasi
penelitian,
kecepatan
gergaji
lama
kecepatan
dan dan
dilakukan
evaluasi
fisiologis
terhadap
prototipe
dilakukan
gergaji
menggunakan
baru. Metode
Learning Curve sedangkan evaluasi fisiologis dilakukan
menggunakan Metode Laju Detak Jantung. Berdasarkan evaluasi kecepatan menggunakan Metode Learning
diketahui sebesar rata
pada
Curve
waktu
proses
rata-rata
pemotongan penggunaan
ke-100 gergaji
dapat lama
Ylama = 27,7458 detik, sedangkan waktu rata-
penggunaan
gergaji
baru
sebesar
Ybaru
=
21,684
detik. Dengan kata lain, terjadi peningkatan kecepatan pemotongan kerja
untuk
sebesar
setiap
21,8476
%
rata-rata seperti
berikut :
102
pemotongan
perhitungan
benda sebagai
(Ylama − Ybaru) (27,7458 - 21,684) × 100% = × 100% = 21,8476% Ylama 27,7458 Berdasarkan evaluasi fisiologis menggunakan metode pengukuran detak jantung didapatkan hasil perhitungan energi
rata-rata
pada
penggunaan
gergaji
logam
lama
sebesar 1,69161 kcal, sedangkan energi rata-rata pada penggunaan Dengan
gergaji
kata
lain
logam
baru
terjadi
sebesar
penurunan
1,04326
konsumsi
kcal. energi
(efisiensi energi) sebesar 38,3274% seperti perhitungan sebagai berikut : (KElama − KEbaru) (1,69161- 1,04326) × 100% = × 100% = 38,3274% KElama 1,69161
Berdasarkan dilakukan desain
maka
gergaji
hasil dapat logam
analisis-analisis dikatakan yang
bahwa
dilakukan
yang
telah
pengembangan
telah
memenuhi
kriteria desain suatu produk secara ergonomi, yaitu: Efisien,
Nyaman,
(dibuktikan
dengan
Aman,
Sehat,
adanya
dan
kesesuaian
kerja dengan yang diinginkan).
103
juga
Efektif
potongan
benda
BAB 6 KESIMPULAN DAN USULAN
6.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil-hasil analisis maupun pembahasan yang telah dilakukan, dapat disusun suatu kesimpulan sebagai berikut : a.
Besar
gaya-gaya
aksi
yang
dibutuhkan
pada
penggunaan gergaji logam lama baik pada langkah awal maupun akhir adalah sebagai berikut : Fax1
=
15,042
N
Fax2
=
11,604
N
Fay1
=
-2,1245 N
Fay2
= -12,45
Fax1’ = -12,931
N
Fax2’ = -13,715
N
Fay1’ = -16,872
N
Fay2’ = b.
2,322
Pengembangan
N
N
desain
gergaji
logam
baru
berupa
penambahan handle seperti terlihat pada lampiran A.2. Gambar Produk Gergaji Baru. c.
Pembuatan
prototipe
gergaji
logam
baru
telah
diselesaikan seperti terlihat pada lampiran B.2. Foto Gergaji Baru d.
Besar
gaya-gaya
aksi
yang
dibutuhkan
pada
penggunaan gergaji logam baru baik pada langkah awal maupun akhir adalah sebagai berikut : Fax1
=
14,948
N
Fax2
=
11,698
N
Fay1
=
-2,7857 N
Fay2
=
-9,8671 N
104
Fax1’ = -12,7075 N Fax2’ = -13,9385 N Fay1’ = -12,0028 N Fay2’ = e.
-0,65
Terdapat
N
beberapa
keuntungan
penggunaan
gergaji
logam baru ditinjau dari segi ergonomi yaitu : e.1. Efisien :
-
Adanya penurunan total gaya aksi pada titik awal penggergajian sebesar 1,9217 N maupun titik akhir sebesar 6,5412 N.
-
Adanya
peningkatan
pemotongan
benda
kecepatan
kerja
ke-100
pada sebesar
21,8476%.
-
Adanya
penurunan
konsumsi energi sebesar
38,3274%. e.2. Nyaman
-
:
Adanya
peningkatan
proporsionalitas
pengeluaran gaya aksi antara tangan kanan dan tangan kiri.
-
Adanya
penyesuaian
panjang maupun luas
pencekaman handle. e.3. Aman
: berkurangnya
faktor resiko gesekan/
sayatan antara tangan kiri pengguna dengan benda kerja atau bahkan pisau gergaji yang patah. e.4. Sehat
: berkurangnya
faktor
stres
akibat
trauma setempat/hot spots. e.5. Efektif : hasil
potongan
yang diinginkan. 6.2. Usulan
105
benda kerja
sesuai
Untuk penelitian
lebih yang
memperbaiki
telah
dan
dilakukan,
mengembangkan
diusulkan
beberapa
ide/langkah-langkah lanjut sebagai berikut : a. Dilakukan
penelitian
untuk
mencari
posisi
penggergajian terbaik secara obyektif. b. Dilakukan penelitian yang lebih teliti menggunakan uji-uji statistik terhadap populasi pengguna yang lebih luas dan eksperimen-eksperimen yang dilakukan. c. Digunakan
analisis
biomekanika
sebagai
lanjutan
pendekatan analisis mekanika yang telah dilakukan. d. Dilakukan
analisis
mekanika
maupun
biomekanika
secara dinamis. e. Dilakukan pengembangan lebih lanjut terhadap desain gergaji logam baru, misal : digunakannya suitable bulges/tambahan permukaan handle, dirancangnya suatu handle
yang
bersifat
adjustable
(mengakomodasi
kebutuhan pengguna yang berbeda-beda) dan detachable (memudahkan penyimpanan). f. Dilakukan
penelitian
untuk
mencari
alternatif-
alternatif bahan handle yang lebih baik dan murah. g. Digunakan evaluasi perhitungan energi dengan metode jumlah oksigen yang dihirup untuk mendapatkan datadata
perbandingan
proporsional dipakai
untuk
dengan kerja
yang
lebih
konsumsi
terkait
energi
(Wignjoesoebroto,
secara
yang 2000;
akan hal
270). h. Dilakukan penelitian terhadap umur pemakaian pisau gergaji logam lama dan baru. i. Dilakukan
penelitian
untuk
mengetahui
kekurangan-
kekurangan pada penggunaan gergaji logam baru.
106
DAFTAR PUSTAKA
Alexander, D.C., 1986, The Practice and Management of Industrial Ergonomics, Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, N.J. Astuti, B., 1985, Analisa Untuk Perbaikan Pengaturan Waktu Kerja Dengan Kriteria Hasil Kerja dan Kriteria Faali di Penerbit & Percetakan Pustaka Salman Bandung, ITB, Bandung. Burghardt, H.D., Axelrod, A., Anderson, J., 1959, Machine Tool Operation, 5th ed, pp 105-118, McGrawHill Book Company, Inc., New York. Chaffin, D.B., and Andersson G.B.J., 1991, Occupational Biomechanics, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc., New York. Eastman Kodak Company, 1986, Ergonomic Design for People at Work II, Van Nostrand Reinhold Company, New York. Indrianingsih, J., 1997, Analisis Ergonomi dan Usulan Rancangan Perbaikan terhadap Meja Kerja Bangku pada Laboratorium Proses Produksi Teknik Industri Universitas Atma Jaya Yogyakarta, UAJY, Yogyakarta. Karhiwikarta, W., 1982, Pemeriksaan Kapasitas Kerja Fisik dan Respons Fisiologik terhadap Suhu Lingkungan sehubungan dengan Pengaruh Iklim Tropik pada Prestasi Kerja, Universitas Pajajaran, Bandung. Krar, S.F., Oswald J.W., Amand J.E.St., 1984, Technology of Machine Tools, 3rd ed, pp 117-124, McGraw-Hill, Inc, New York. Kroemer, K.H.E., Kroemer, H.B., and Kroemer-Elbert, K.E., 2001, Ergonomics: How to Design for Ease & Efficiency, Prentice-Hall Inc., New Jersey.
107
Pheasant, S., 1988, Bodyspace : Anthropometry, Ergonomics and Design, Taylor & Francis, London. Phillips, C.A., 2000, Human Factors Engineering, John Wiley & Sons, Inc., New York. Pulat, B.M., 1992, Fundamentals of Industrial Ergonomics, Prentice-Hall, Inc., New Jersey. Sanchez, Monod H., Chabaud F., 1979, Effects of Dynamics, Statics, and Combined Work on Heart Rate and Oxygen Consumption, Ergonomics XXII pp 935-943. Sears, F.W., Zemansky, M.W., Young, H.D., 1993, Fisika Universitas I, ed. 3 (terjemahan Wirjosoedirdjo S.J. dan Soegeng), Penerbit Erlangga, Jakarta. Siswanto, 1988, Learning Curve, Penerbitan Universitas Atma Jaya Yogyakarta, Yogyakarta. Sutalaksana, I.Z., Anggawisastra, R., dan Tjakraatmadja, J.H., 1979, Teknik Tata Cara Kerja, Departemen Teknik Industri ITB, Bandung. Terheijden, C.V., 1986, (terjemahan Harun), ed Bandung.
Alat-alat Perkakas 1 2, Percetakan Binacipta,
Wignjosoebroto, S., 2000, Ergonomi, Studi Gerak Waktu, ed 1, Penerbit Guna Widya, Surabaya.
dan
Yoelianti, E., 2003, Perancangan Tangga yang Ergonomis, UAJY, Yogyakarta.
108
LAMPIRAN A :
A.1. Gambar Produk Gergaji Lama A.2. Gambar Produk Gergaji Baru
2
3
LAMPIRAN B :
B.1. Foto Produk Gergaji Lama B.2. Foto Produk Gergaji Baru
4
B.1. Foto Gergaji Lama
B.2. Foto Gergaji Baru
5
LAMPIRAN C :
C.1.
Tampak Samping Gergaji Lama (Langkah
C.2.
Tampak Samping Gergaji Lama (Langkah Akhir)
C.3.
Tampak Samping Gergaji Baru (Langkah
C.4.
Tampak Samping Gergaji Baru (Langkah Akhir)
C.5.
Tampak
Depan
Gergaji Lama (Langkah
C.6.
Tampak
Depan
Gergaji Lama (Langkah Akhir)
C.7.
Tampak
Depan
Gergaji Baru (Langkah
C.8.
Tampak
Depan
Gergaji Baru (Langkah Akhir)
C.9.
Tampak
Atas
Gergaji Lama (Langkah
C.10. Tampak
Atas
Gergaji Lama (Langkah Akhir)
C.11. Tampak
Atas
Gergaji Baru (Langkah
C.12. Tampak
Atas
Gergaji Baru (Langkah Akhir)
6
Awal)
Awal)
Awal)
Awal)
Awal)
Awal)
C.1. Tampak Samping Gergaji Lama (Langkah Awal)
C.2. Tampak Samping Gergaji Lama (Langkah Akhir)
7
C.3. Tampak Samping Gergaji Baru (Langkah Awal)
C.4. Tampak Samping Gergaji Baru (Langkah Akhir)
8
C.5. Tampak Depan Gergaji Lama (Langkah Awal)
C.6. Tampak Depan Gergaji Lama (Langkah Akhir)
9
C.7. Tampak Depan Gergaji Baru (Langkah Awal)
C.8. Tampak Depan Gergaji Baru (Langkah Akhir)
10
C.9. Tampak Atas Gergaji Lama (Langkah Awal)
C.10. Tampak Atas Gergaji Lama (Langkah Akhir)
11
C.11. Tampak Atas Gergaji Baru (Langkah Awal)
C.12. Tampak Atas Gergaji Baru (Langkah Akhir)
12
LAMPIRAN D :
D.1. Biaya Produk
13
D.1. BIAYA PRODUK
Total biaya pembuatan prototipe gergaji logam yang dikembangkan dapat dihitung melalui rincian sebagai berikut: Produk Utama
- 1 buah gagang Gergaji Logam BBC
= Rp. 15.000,00
- 1 buah pisau Gergaji merk Sunflex = Rp.
7.500,00
TOTAL PRODUK UTAMA = RP. 22.000,00
Pengembangan Desain
- 1 buah pipa Besi ∅ ¾”; L 12 cm
= Rp.
1.000,00
- 1 buah ampelas
= Rp.
1.500,00
- 1 kali biaya Las
= Rp.
4.000,00
- 1 kali biaya Chrome
= Rp.
3.000,00
TOTAL PENGEMBANGAN DESAIN = RP.
9.500,00
TOTAL BIAYA PEMBUATAN PROTOTIPE = Rp. 31.500,00
14
