1
LAPORAN PENELITIAN
PENGEMBANGAN DESAIN MESIN POMPA AIR PORTABLE ALAT BANTU SIRAM TANAMAN BAWANG MERAH DENGAN MEMPERTIMBANGKAN FAKTOR –FAKTOR ERGONOMI
Disusun oleh : Nama
Jabatan
NIDN
Ketua
0619026902
Agus Sidik, ST, MT
Anggota
0602017803
Siswiyanti, ST. MT
Anggota
0613047402
Tofik Hidayat, ST. M. Eng
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL 2013
2 HALAMAN PENGESAHAN 1.
Judul
: Pengembangan Desain Mesin Pompa Air Portable Alat Siram Tanaman Bawang Merah Dengan Mempertimbangkan Faktor – Faktor Ergonomi
2. Ketua Peneliti a) Nama Lengkap b) Jenis Kelmin c) NIDN/NIPY d) Disiplin ilmu e) Pangkat/Golongan f) Jabatan g) Fakultas/Jurusan h) Alamat i) Telpon/Faks/E-mail j) Alamat Rumah
: Tofik Hidayat, ST, M.Eng : Laki-laki : 0619026902 / 69519021969 : Teknik Industri : Penata Muda/III b : Lektor : Teknik i/Teknik Industri : Jl. Halmahera Km1 Kota Tegal : (0283) 342519/(0283)351082/
[email protected] : Jl. Cemara No. 13 RT 01/II Desa Mejasem Barat Kecamatan Kramat Kabupaten Tegal k) Telpon/Faks/E-mail : (0283)3276985/-/
[email protected] 3. Jangka Waktu Penelitian : 10 bulan 4. Pembiayaan
: LEMLIT UPS Tegal Tegal,
Maret 2013
Menyetujui, Dekan Fak. Teknik
Ketua Peneliti,
Mustaqim, ST., M.Eng
Tofik Hidayat, ST, M.Eng
NIDN. 0607057001
NIDN. 0619026902 Menyetujui, Kepala Lembaga Peneltian dan Pengembangan
Dr. Dino Rozano, M.Pd NIP. 195304041988031001
3 PRAKATA
Puji syukur kehadirat ALLoH SWT yang telah memberikan kemampuan pada penulis untuk dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul „Pengembangan Desain Mesin
Pompa
Air
Portable
Alat
Siram
Tanaman
Bawang
Merah
DenganMempertimbangkan Faktor – Faktor Ergonomi‟ . Sholawat dan salam semoga senantiasa dilimpahkan pada Nabi Muhammad SAW, sahabat dan pengikutnya yang senantiasa memegang teguh syariat-Nya. Selama penelitian ini, penulis telah banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis menghaturkan rasa hormat dan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor Universitas Pancasakti Tegal yang telah memberikan dana untuk penelitian. 2. Bapak Dr. Dino Rozano, M.Pd selaku Ketua LEMLIT yang senantiasa memberikan dorongan dan kesempatan pada para dosen untuk melakukan penelitian. 3. Bapak Mustaqim, ST.M.Eng. Selaku Dekan FT UPS Tegal yang telah memberikan support pada dosen untuk melakukan penelitian. 4. Rekan-rekan dosen FT yang aktif memberikan masukan saat analisa data untuk menyelesaikan penelitian ini. Penulis menyadari ada kesalahan dan ketidak sempurnaan yang tidak tampak dimata penulis,
maka kritik dan saran senantiasa penulis harapkan untuk
penyempurnaan tesis ini. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini memberi manfaat bagi kemaslahatan umat.
Tegal, Maret 2013
Peneliti
4 ABSTRAK
Bawang merah adalah jenmis tanaman yang memerlukan air cukup banyak, namun demikian tanaman ini jika terendam air akan membusuk dan mati, maka pola penanaman bawang merah akan dilakukan ditas tanah yang ditinggikan dengan dikelilingi air. Karena tanaman ini memerlukan air cukup banyak maka ada satu kegiatan nyang dilkukan petani bawang merah yaitu melakukan peyiraman baik pada pada pagi hari maupun sore hari. Kegiatan ini dimulai saat tanaman baru berusa 3 hari samapi menjelang panen. Luasnya tanaman yang harus disiram menjadikan pekerja mengalami keluhan-keluhan muskuskeletal dan tingkat kelelahan yang cuput tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tingkat keluhan dan kelelahan yang dialami oleh pekerja siram. Tujuan lain adalah mengembangkan alat siram yang ergonomis. Dari penelitian yang dilakukan dengan sampel 25 pekerja siram didapat 40 % keluhan dialami dibagian pinggang, hal ini dikarenakan pekerja harus melakukan kegiatan membungkuk saat mengambil air dan berdiri saat menyiram. 20 % kesakitan pada pergelangan tanggan, karena ada gerakan memutar untuk menumpahkan air dari alat ketanaman. 40 % yang lain keluhan pada pantat dan pinggul. Dari keluhan-keluhan yang ada dan dari keinginan para pekerja didapat satu konsep alat yang diharapkan mampu mengatasi keluhan pekerja. Alat ini dikembangkan dengan cara memodifikasi alat pemotong rumput gendong yang dirubah putaranya menjadi pompa hisap. Untuk kenyamanan pekerja kerangka dan dudukan yang menempel di punggung disesuaikan dengan ukuran ergonomic tubuh pekerja. Mesin siram ini mampu menghasilkan 8.161,5 m/menit air, adapun kekuatan pancar tergantung pada nosel yang dipasang diujung alat siram.
Kata Kunci : Desain, Anthropometri, Ergonomi, Muskuskeletal Mesin Siram
5 DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
ABSTRAK
iv
DAFTAR ISI
v
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Rumusan Masalah
3
1.3 Tujuan Khusus
4
1.4 Urgensi Penelitian
4
BAB II LANDASAN TEORI
5
2.1 Bawang Merah
5
2.2 Ergonomi
6
2.2.1. Pengertian Ergonomi
6
2.2.2. Penerapan Ergonomi
7
2.2.3. Antropometri dalam desain ergonomis
8
2.2.4. Data Antropometri dan Pengukurannya
11
2.2.5. Pengolahan data antropometri
14
2.2.6. Persetil Data
17
2.3 Metode Perancangan
18
2.4 Pompa
22
2.4.1. Definisi Pompa
22
2.4.2. Kerja Pompa Sentrifugal
22
2.4.3. Klasifikasi Pompa Sentrifugal
23
2.4.4. Hukum Kesebangunan
27
6 2.4.5. Kecepatan Spesifik
28
2.4.6. Karakteristik Sistem Pemompaan
29
2.4.7. Kavitasi
31
1.
Net Positive Suction Head (NPSH)
31
2.
NPSHa (NPSH yang tersedia)
32
3.
NPSHr (NPSH yang diperlukan)
32
4.
Cara Menghindari Kavitasi
33
2.5 Pemilihan pompa
34
2.6 Spesifikasi mesin penggerak pompa
35
2.7 Pengaturan Pompa
35
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
37
3.1. Metode Penelitian
37
3.2. Subjek
37
3.3. Objek
38
3.4. Lokasi Penelitian
38
3.5. Jenis data
38
3.6. Pengolahan data
36
3.7. Alur Penelitian
39
BAB IV DATA DAN ANALISIS
41
4.1 Data Penelitian
41
4.1.1 Data Antropometri dan Keluhan Pekerja
41
4.1.2 Analsis Data
43
a.
Perhitungan Keseragaman Data
43
1.
Perhitungan Keseragaman Data Lebar Bahu
43
2.
Perhitungan Keseragaman Data Tinggi Bahu
44
b.
Uji Kecukupan Data
c.
Persentil data
44
4.2 Analisis Perancangan
45
4.2.1 Tahap Klarifikasi Tujuan
45
7 4.2.2 Tahap Penetapan Fungsi
46
4.3.3 Tahap Penetapan Spesifikasi
47
4.3.4 Tahap Pembuatan Desain
48
a.
Pembuatan Desain Kerangka Dudukan Pompa
48
b.
Pembuatan Desain Pompa
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
5.1 Kesimpulan
50
5.2 Saran-saran
50
Daftar Pustaka
51
Lampiran
52
8 DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1
Alat untuk Menyiram Tanaman Bawang Merah
6
Gambar 2.2
Antropometri Tubuh Manusia Yang Diukur Dalam Posisi Statis (sumber : Nurmianto, 1991)
13
Gambar 2.3
17
Gambar 2.4
Distribusi normal dengan data antropometri 95 persentil Model Sistem Black Box
Gambar 2.5
Model Transparant Box
20
Gambar 2.6
Bagian bagian pompa sentrifugal
26
Gambar 2.7
Pompa sentrifugal aliran radial
24
Gambar 2.8
Pompa sentrifugal aliran campur.
24
Gambar 2.9
Pompa aliran aksial
24
Gambar 2.10
Impeler tertutup
25
Gambar 2.11
Pompa volut
26
Gambar 2.12
Pompa diffuser
26
Gambar 2.13
Poros vertika dan Poros horisontal
27
Gambar 2.14
Grafik Kecepatan Jenis Pompa
28
Gambar 2.15
Kurva Karakteristik Pompa
30
Gambar 2.16
Kavitasi
31
Gambar 2.17
Grafik Kefisien kavitasi Thoma
33
Gambar 2.18
Diagram Pemilihan Pompa Standar
34
Gambar 2.19
Spesifikasi mesin penggerak pompa
36
Gambar 3.1
Alur Penelitian
38
Gambar 4.1
39
Gambar 4.2
Antropometri Tubuh Manusia Yang Diukur Dalam Posisi Statis Objective tree mesin pompa air portabel
Gambar 4.3
Objective analysis mesin pompa air portabel
46
20
45
9 BAB I PENDAHULUAAN
1.1 Latar Belakang Bawang merah merupakan salah satu komoditas sayuran dataran rendah, meskipun bukan merupakan kebutuhan pokok, tetapi hampir selalu dibutuhkan oleh konsumen rumah tangga sebagai pelengkap bumbu masak sehari-hari. Kegunaan lain dari bawang merah adalah sebagai obat tradisional (sebagai kompres penurun panas, diabetes, penurun kadar gula dan kolesterol darah, mencegah penebalan dan pengerasan pembuluh darah dan maag) karena kandungan senyawa allin dan allisin yang bersifat bakterisida (Rukmana, 1994). Selain itu, pesatnya peningkatan industri pengolahan makanan juga cenderung meningkatkan kebutuhan bawang merah di dalam negeri kurang lebih 5% setiap tahunnya di luar konsumsi untuk restoran, hotel dan industri olahan (Suwandi dan Azirin, 1995; Sutarya dan Grubben, 1995). Di Indonesia tanaman bawang merah telah lama diusahakan oleh petani sebagai usahatani komersial. Meskipun demikian, adanya permintaan dan kebutuhan bawang merah yang terus meningkat setiap tahunnya belum dapat diikuti oleh peningkatan produksinya. Salah satau daerah penghasil bawang merah yang terkenal adalah Kabupaten Brebes. Bawang merah bagi Kabupaten Brebes merupakan trade mark mengingat posisinya sebagai penghasil terbesar komoditi tersebut di tataran nasional. Pusat bawang merah di Kabupaten Brebes tersebar di 11 kecamatan (dari 17 kecamatan) dengan luas panen per tahun 20.000 - 25.000 hektar. Dari sekitar 1,7 juta penduduk Brebes, sekitar 70 persen bekerja pada sektor pertanian. Sektor ini menyumbang 53 persen Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) Kabupaten Brebes, yang 50 persen dari pertanian bawang merah (BPS, Statistik Daerah Kabupaten Brebes 2011). Kegiatan pertanian bawang merah ini dimulai dari penyiapan lahan, penanaman bibit, pemeliharaan , panen dan kegiatan pasca panen. Kegiatan pemeliharaan tanaman salah
satunya adalah penyiraman
tanaman, penyiraman ini dilakukan sejak bibit
bawang ditanam sampai tanaman berusia 50 hari. Penyiraman dilakukan setiap pagi
10 hari dan sore hari. Adapun alat yang dipakai menggunakan ember atau alat siram yang didesain secara khusus dengan volume 5 – 6 liter, seperti pada gambar 1. Kegiatan penyiranam air pada tanaman bawang merah dengan alat bantu khusus ini memerlukan gerakan membungkuk untuk mengambil air, kemudian gerakan mengangkat air dengan tangan dan memutar pergelangan tangan untuk menumpahkan air ke tanaman bawang. Gerakan tersebut dilakukan secara repetitif atau berulang-ulang selama proses penyiraman. Kegiatan tersebut yang dilakukan pagi hari mulai jam 07.00 wib sampai jam 09.00 wib, sedangkan proses penyiraman sore hari dilakukan mulai jam 15.00 sampai jam 17.00 wib. Dari hasil survai awal wawancara dengan beberapa pekerja, kebanyakan mereka mengalami keluhan, terutama pada daerah punggung, tangan kanan atas dan tangan kiri atas. Keluhan sistem musculoskeletal yang mera rasakan akibat dari beban kerja yang berlebihan dan dapat juga di sebabkan oleh posisi saat bekerja yang tidak nyaman. Jika kegiatan ini diteruskan maka akan menyebabkan kecelakaan kerja. Kecelakaan kerja ini disebut over exertion-lifting and carrying atau kerusakan jaringan tubuh (Nurmianto, 1996).
Gerakan yang berulang juga akan dapat
menimbulkan kelelahan kerja dan yang sangat berpengaruh terhadap produktivitas kerja (Byrd dan Moore, 1986).
a) Tanaman berusia 5-10 hari
b)
Tanaman berusia 30- 45 hari
Gambar 1.1 Proses Penyiranam Air Pada Tanaman Bawang Merah dengan Alat Bantu Khusus
11 Manuaba (1992) menyatakan bahwa usaha perbaikan kerja untuk mengurangi keluhan dapat dilakukan dengan perancangan alat kerja yang hendaknya bersifat sederhana, murah biayanya, mudah dilakukan, dan dapat memberikan keuntungan secara ekonomi. Perancangan alat kerja tersebut secara ergonomi akan mengurangi potensi penyebab kecelakaan di tempat kerja, menurunkan rasa sakit akibat kerja, dan meningkatkan produktivitas,
demikian juga menurut Prasetyowibowo (1999) yaitu
dalam merancang suatu peralatan agar dapat memenuhi fungsinya dan menjadi perhatian utama dari keinginan pemakai. Dari uraian diatas maka diperlukan satu kajian pembuatan alat bantu Siram air yang mampu berfungsi lebih baik dari alat yang sudah ada, mampu menurunkan tingkat keluhan pada musculoskeletal pekerja dan mengurangi tingkat kelelahan pekerja. Untuk dapat membuat
alat tersebut maka
diperlukan suara konsumen atau pekerja (voice of customers ) yang diolah dengan menggunakan metode Quality function Deployment (QFD). Bagi para pemilik pertanian alat tersebut menguntungkan jika mampu memberikan nilai ekonomi yag lebih baik, oleh karena itu kajian kelayakan ekonomi menjadi sangat penting pada alat tersebut.
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan masalah di atas, maka pokok permasalahan yang dihadapi pada penelitian ini adalah : 1.
Berapa besar tingkat keluhan muskuskeletal yang dialami pekerja Siram tanaman bawang merah saat ini ?
2.
Berapa besar tingkat kelelahan yang dialami pekerja Siram tanaman bawang merah saat ini ?
3.
Apakah secara teknis desain pompa air portable sebagai alat bantu siram tanaman bawang merah akan lebih baik bagi pekerja ?
12 1.3 Tujuan Khusus Tujuan penelitian khusus penelitian dengan judul Pompa Air Portable Sebagai Alat
“Pengembangan Desain
Siram Tanaman Bawang Merah
Dengan
Mempertimbangkan Faktor –Faktor Ergonomi” adalah : 1.
Dapat mengetahui tingkat keluhan muskuskeletal dan kelelahan yang dialami pekerja siram tanaman bawang merah.
2.
Dapat mengembangkan mesin potong rumput menjadi mesin
siram tanaman
bawang merah
1.4 Urgensi Peneliti Urgensi penelitian dengan judul “Pengembangan Alat Siram Tanaman Bawang Merah Menggunakan Pendekatan Metode Quality Function Deployment (QFD) Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja Dan Tinjauan Kelayakan Ekonomi” adalah upaya untuk membantu pekerja diproses penyiramaan tanaman bawang merah dengan menciptakan atau membuat alat khusus yang mampu mengurangi keluhan dan kelelahan pekerja sehingga mampu meningkatkan produktivitas pekerja. Pengoperasian alat yang mudah dan penggunaan tenaga yang lebih sedikit, alat ini akan mampu memberikan daya tarik tersendiri untuk para pemuda yang mulai meninggalkan sektor pertaniaan untuk kembali menekuni bidang pertaniaan, terutama pertanian tanaman bawang merah. Dari sisi pemilik lahan yang
juga memiliki alat pompa, akan memberikan
penekanan ongkos biaya produksi, karena pengoperasian alat tersebut akan mampu meningkatkan produktifitas pekerja.
Peningkatan produktifitas pekerja juga
memberikan arti pengurangan jumlah pekerja pada proses penyiraman tanaman bawang merah.
13 BAB II LANADASAN TEORI
2.1 Bawang Merah Tanaman bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan salah satu komoditas sayuran dataran rendah, berasal dari Syria dan telah dibudidayakan semenjak 5.000 tahun yang lalu. Bawang merah merupakan tanaman semusim yang memiliki umbi yang berlapis, berakar serabut, dengan daun berbentuk silinder berongga. Umbi bawang merah terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi. Tanaman ini dapat ditanam di daratan rendah sampai daratan tinggi yang tidak lebih dari 1200 m dpl. Di daratan tinggi umbinya lebih kecil dibanding daratan rendah. Bawang merah dapat tumbuh pada tanah sawah atau tegalan, berstruktur remah, dan bertekstur sedang sampai liat. Jenis tanah Alluvial, Glei Humus atau Latosol, pH 5.6 - 6.5. Tanaman bawang merah memerlukan udara hangat untuk pertumbuhannya (25 s/d 32 0C), curah hujan 300 sampai 2500 mm pertahun, ketinggian 0-400 mdpl, dan kelembaban 50-70 Pengolahan tanah dilakukan dengan tujuan untuk menciptakan lapisan tanah yang gembur, memperbaiki drainase dan aerasi tanah, meratakan permukaan tanah, dan mengendalikan gulma. Tanah dibajak atau dicangkul dengan kedalaman 20 cm, kemudian dibuat bedengan selebar 120 - 175 cm, tinggi 25 - 30 cm, serta panjang sesuai disesuaikan dengan kondisi lahan. Saluran drainase dibuat dengan lebar 40 - 50 cm dan kedalaman 50 - 60 cm. Apabila pH tanah kurang dari 5,6 diberi Dolomit dosis + 1,5 ton/ha disebarkan di atas bedengan dan diaduk rata dengan tanah lalu biarkan 2 minggu. Untuk mencegah serangan penyakit layu taburkan GLIO 100 gr (1 bungkus GLIO) dicampur 25-50 kg pupuk kandang matang, diamkan 1 minggu lalu taburkan merata di atas bedengan. Bawang merah dipanen apabila umurnya sudah cukup tua, biasanya pada umur 60-70 hari setelah tanam. Tanaman bawang merah dipanen setelah terlihat tanda-tanda 60-70% daun telah rebah atau leher batang lunak, sedangkan untuk bibit kerebahan daun lebih dari 90%. Panen dilakukan waktu udara cerah. Pada waktu panen, bawang
14 merah diikat dalam ikatan-ikatan kecil (1-1.5 kg/ikat), kemudian dijemur selama 5-7 hari). Setelah kering (penjemuran 5-7 hari), 3-4 ikatan bawang merah diikat menjadi satu, kemudian bawang dijemur dengan posisi penjemuran bagian umbi di atas selama 3-4 hari. Pada penjemuran tahap kedua dilakukan pembersihan umbi bawang dari tanah dan kotoran. Bila sudah cukup kering (kadar air kurang lebih 85 %), umbi bawang merah siap dipasarkan atau disimpan di gudang. Pengairan, tanaman bawang merah salah satu jenis tanaman yang memerlukan cukup banyak air, pada musim kemarau maka petani akan melakukan penyiraman pada pagi hari dan sore hari. Kegiatan ini dimulai saat bibit tanaman ditanam sampai tanaman memasuki usia 50 hari. Kegiatan penyiraman ini merupakan proses yang cukup banyak memerlukan biaya, disamping itu tanaga yang diperlukan sangat banyak dibandingkan proses yang lain. Alat yang digunakan para pekerja masih sangat tradisional dan sangat beragam. Salah satu contoh alat yang digunakan seperti terdapat pada gambar 2 berikut.
Gambar 2. 1. Alat untuk Menyiram Tanaman Bawang Merah
2.2 Ergonomi 2.2.1. Pengertian Ergonomi Ergonomi ialah suatu cabang ilmu yang sistematis untuk memanfaatkan informasi mengenai sifat, kemampuan, dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem kerja sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan baik, yaitu mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu dengan efektif, aman, dan nyaman (Sutalaksana, 1979). Menurut Barnes (1991) menyebutkan istilah ergonomi
15 sebagai human engineering yang mempunyai tujuan mendekati tugas-tugas manusia dengan lingkungannya terutama pada panca indera, persepsi, mental, fisik, dan sifatsifat manusia lainnya. Sasaran ergonomi yaitu agar tenaga kerja dapat mencapai prestasi kerja yang tinggi tetapi dalam suasana yang tentram, aman dan nyaman. Menurut Wignjosoebroto (1995) ergonomi dimaksudkan sebagai disiplin keilmuan yang mempelajari manusia dalam kaitannya dengan pekerjaannya. Istilah ergonomi lebih popular digunakan beberapa negara Eropa Barat. Sedangkan di Amerika istilah ini lebih dikenal sebagai Human Factors Engineering atau Human Engineering. Sedangkan Tarwaka (2004) menjelaskan bahwa ergonomi adalah ilmu, seni dan penerapan teknologi untuk menyerasikan atau menyeimbangkan antara segala fasilitas yang digunakan baik dalam beraktivitas maupun istirahat dengan kemampuan dan keterbatasan manusia baik fisik maupun mental sehingga kualitas hidup secara keseluruhan menjadi lebih baik. Ergonomi juga memberikan peranan penting dalam meningkatkan faktor keselamatan dan kesehatan kerja, serta untuk desain dan evaluasi produk yang dapat dengan mudah diterapkan pada sejumlah populasi masyarakat tertentu tanpa mengakibatkan bahaya atau resiko dalam penggunaanya (Nurmianto, 1998). Dengan demikian ergonomi adalh satu ilmu yang mendasari desain produk berdasarkan faktor-faktor tiubuh manusia.
2.2.2. Penerapan Ergonomi Maksud dan tujuan dari disiplin ergonomi adalah mendapatkan suatu pengetahuan yang utuh tentang permasalahan-permasalahan interaksi manusia dengan teknologi dan produk-produknya, sehingga dimungkinkan adanya suatu rancangan sistem manusia-mesin (teknologi) yang optimal (Wignjosoebroto, 1995). Dengan demikian disiplin ergonomi melihat permasalahan interaksi tersebut sebagai suatu sistem dengan pemecahan masalah-masalahnya melalui proses pendekatan sistem pula. Prinsip utama ergonomi adalah bagaimana menyesuaikan pekerjaan dengan pekerja. Artinya, perancangan suatu alat/pekerjaan harus berdasarkan penggunaan oleh manusia, dan harus dipertimbangkan mengenai kemampuan dan kemauan manusia. Manusia dengan segala sifat dan tingkah lakunya merupakan makhluk yang sangat
16 kompleks. Untuk mempelajari manusia, tidak cukup ditinjau dari satu disiplin ilmu saja. Oleh sebab itulah untuk mengembangkan Ergonomi diperlukan dukungan dari berbagai disiplin ilmu, antara lain psikologi, antropologi, faal kerja atau fisiologi, biologi, sosiologi, perencanaan kerja, fisika, dan lain-lain. Masing-masing disiplin tersebut berfungsi sebagai pemberi informasi. Pada gilirannya, para perancang, dalam hal ini para ahli teknik, bertugas untuk meramu masing-masing informasi di atas, dan menggunakannya sebagai pengetahuan untuk merancang fasilitas kerja sehingga mencapai kegunaan yang optimal (Sutalaksana, 2006). Penerapan ergonomi pada umumnya merupakan aktivitas rancang bangun (desain) atau rancang ulang / redesain (Nurmianto, 1996). Ergonomi dapat berperan pula sebagai desain pekerjaan pada suatu organisasi, misalnya : penentuan jumlah jam istirahat, pemilihan jadwal pergantian waktu kerja (shift kerja), dan lain-lain. Disamping itu ergonomi juga memberikan peranan penting dalam meningkatkan faktor keselamatan dan kesehatan kerja. Penerapan faktor ergonomi lainnya yang tidak kalah pentingnya adalah untuk desain dan evaluasi produk. Produk-produk ini haruslah dapat dengan mudah diterapkan pada sejumlah populasi masyarakat tertentu tanpa mengakibatkan bahaya / resiko dalam penggunaannya. Fokus perhatian ergonomi adalah berkaitan erat dengan aspek-aspek manusia di dalam perencanaan man-made objects (proses perancangan produk) dan lingkungan kerja (Wignjosoebroto, 1995). Pendekatan ergonomi akan ditekankan pada penelitian kemampuan keterbatasan manusia, baik secara fisik maupun mental psikologis dan interaksinya dalam sistem manusia-mesin yang integral. Maka, secara sistematis pendekatan ergonomi kemudian akan memanfaatkan informasi tersebut untuk tujuan rancang bangun, sehingga akan tercipta produk, sistem atau lingkungan kerja yang lebih sesuai dengan manusia. Pada gilirannya rancangan yang ergonomis akan dapat meningkatkan efisiensi, efektifitas dan produktivitas kerja, serta dapat menciptakan sistem serta lingkungan kerja yang cocok, aman, nyaman dan sehat. Tarwaka (2004) menerangkan dalam bukunya seperti yang dikemukakan oleh Manuaba (1999) bahwa salah satu definisi ergonomi yang menitik beratkan pada penyesuaian desain terhadap manusia. Mereka menyatakan bahwa ergonomi adalah
17 kemampuan untuk menerapkan informasi menurut karakter manusia, kapasitas dan keterbatasannya terhadap desain pekerjaan, mesin dan sistemnya, ruangan kerja dan lingkungan sehingga manusia dapat hidup dan bekerja secara sehat, aman, nyaman dan efisien. Sedangkan Pulat (1992) menawarkan konsep desain produk. Konsep tersebut meliputi desain untuk reliabilitas, kenyamanan, lamanya waktu pemakaian, kemudahan dalam pemakaian dan efisien dalam pemakaian. Selanjutnya agar setiap desain produk dapat memenuhi keinginan pemakainya maka harus dilakukan melalui beberapa pendekatan sebagai berikut : 1) Mengetahui kebutuhan pemakai 2) Fungsi produk secara detail 3) Melakukan analisis pada tugas-tugas desain produk 4) Mengembangkan produk 5) Melakukan ujicoba terhadap produk Lebih lanjut, suatu desain produk disebut ergonomis apabila secara antropometris,
faal, biomekanik dan psikologis kompatibel dengan manusia
pemakainya. Bagas (2000) dalam buku Tarwaka (2004) mengatakan, apabila antara manusia (pemakai) dan kondisi hasil desain yang sifatnya fisik atau mekanismenya tidak aman, itu berarti terjadi ketidakmampuan pelaksanaan fungsi secara baik, sehingga berakibat pada kesalahan manusiawi (human errors), kegagalan akhir pada desain yang tidak baik, kesulitan dalam produksi, kegagalan produk, bahkan menimbulkan kecelakaan kerja. Hal yang sama diungkapkan oleh Cormick (1992) „it is easier to bend metal than twistarms‟, yang bisa diartikan merancang produk untuk mencegah terjadinya kesalahan akan jauh lebih mudah bila dibandingkan mengharapkan orang atau operator jangan sampai melakukan kesalahan pada saat mengoperasionalkan produk tersebut. Memperhatikan hal tersebut, diperlukan pengetahuan dan penyelidikan tentang ketepatan atau kepresisian, kesesuaian, kesehatan, keselamatan, keamanan dan kenyamanan manusia dalam bekerja. Faktor perbedaan ukuran atau postur dan berat badan manusia, kebiasan, perilaku, sikap manusia dalam beraktivitas, serta kondisi lingkungan juga memerlukan penyelidikan lebih lanjut. Sedangkan dalam perancangan
18 desain, pertimbangan ergonomi yang nyata dalam aplikasinya untuk mendapatkan data ukuran tubuh yang akurat menggunakan pengukuran antropometri.
2.2.3. Antropometri dalam desain ergonomis Istilah antropometri berasal dari kata Anthro yang berarti manusia dan Metri yang berarti ukuran. Secara definitif antropometri dapat dinyatakan sebagai suatu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia (Wignjosoebroto, 1995). Sedangkan menurut Nurmianto (1996) antropometri adalah suatu kumpulan data numerik yang berhubungan dengan karakteristik fisik tubuh manusia, ukuran, bentuk dan kekuatan serta penerapan dari data tersebut untuk penanganan masalah desain. Setiap desain produk, baik produk yang sederhana maupun produk yang sangat komplek, harus berpedoman kepada antropometri pemakainya (Tarwaka, 2004). Sedangkan Pulat (1992) menyatakan bahwa antropometri adalah pengukuran dimensi tubuh atau karakteristik fisik tubuh lainnya yang relevan dengan desain tentang sesuatu yang dipakai. Antropometri secara luas akan digunakan sebagai pertimbangan-pertimbangan ergonomis yang memerlukan interaksi manusia. Aplikasinya antara lain yaitu dalam hal perancangan areal kerja, peralatan kerja, produk konsumtif dan lingkungan kerja fisik McConville (1996) membagi aplikasi ergonomi dalam kaitannya dengan antropometri menjadi dua divisi utama, yaitu : 1) Ergonomi berhadapan dengan tenaga kerja, mesin beserta sarana pendukung lainnya dan lingkungan kerja. Tujuan ergonomi dari divisi ini adalah untuk menciptakan kemungkinan situasi terbaik pada pekerjaan, sehingga kesehatan fisik dan mental tenaga kerja dapat terus terpelihara serta efisiensi produktivitas dan kualitas produk dapat dihasilkan dengan optimal. 2) Ergonomi berhadapan dengan karakteristik produk yang berhubungan dengan konsumen atau pemakai produk. Tujuan ergonomi dalam divisi ini adalah untuk membuat suatu produk yang sesuai dan dapat digunakan dengan baik oleh pemakainya.
19 Beberapa langkah yang berkaitan dengan aplikasi data antropometri dalam perancangan produk atau fasilitas kerja yaitu : 1) Menetapkan anggota tubuh yang akan mengoperasikan rancangan produk. 2) Menetapkan dimensi tubuh yang diperlukan dan memilih untuk menggunakan structural body dimension atau functional body dimension. 3) Menetapkan populasi terbesar yang akan diakomodasi. 4) Menetapkan prinsip ukuran yang akan digunakan. Apakah untuk ukuran ekstrim, rentang ukuran tertentu atau ukuran rata-rata. 5) Menetapkan persentase populasi. 6) Menetapkan nilai ukuran dimensi tubuh dan tabel data antropometri yang sesuai dan memberi kelonggaran.
2.2.4. Data Antropometri dan Pengukurannya Manusia pada umumnya akan berbeda dalam hal bentuk dan dimensi ukuran tubuhnya. Perbedaan antara satu populasi dengan populasi yang lain diakibatkan oleh faktor-faktor sebagai berikut (Nurmianto, 1991) : 1) Keacakan / Random Meskipun suatu populasi tertentu sudah terdapat dalam kelompok jenis kelamin, umur, suku bangsa yang sama, namun masih akan ada perbedaan yang cukup signifikan antara berbagai macam masyarakat. 2) Jenis kelamin Secara statistik rata-rata ukuran dimensi tubuh antara pria dan wanita memiliki perbedaan. Pria memiliki dimensi yang lebih panjang daripada wanita sehingga kedua jenis kelamin itu dipisahkan untuk data anthropometri. 3) Suku bangsa Suku bangsa ini menimbulkan variansi karena meningkatnya angka migrasi sehingga hal ini mampu merubah data antropometri secara nasional. 4) Usia
20 Anthropometri tubuh manusia akan semakin meningkat dengan semakin bertambahnya usia. Sehingga hal ini akan mempengaruhi jika desain diaplikasikan untuk usia yang berbeda-beda. Data antropometri menurut usia sendiri digolongkan menjadi kelompok usia balita, anak-anak, remaja, dewasa dan lanjut usia. 5) Jenis pekerjaan Perbedaan jenis pekerjaan terkadang juga menimbulkan perbedaan pada postur tubuh masin-masing pekerjanya. 6) Pakaian Variabilitas ini disebabkan karena adanya perbedaan musim. Sehingga dengan musim yang berbeda maka ketebalan pakaian yang digunakan pun akan berbeda. 7) Kehamilan Faktor kehamilan ini memiliki pengaruh perbedaan yang berarti apabila dibandingkan dengan wanita yang tidak hamil. 8) Cacat tubuh Karena adanya keterbatasan manusia yang memiliki cacat tubuh maka akan muncul
keterbatasan
juga
misalnya
mengenai
jarak
jangkauan
dan
diperlukannya ruang khusus. Secara umum pengukuran antropometri dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pengukuran antropometri statis dan antropometri dinamis. Antropometri statis disebut juga dimensi struktur tubuh, disini tubuh diukur dalam berbagai posisi standar dan tidak bergerak. Beberapa dimensi tubuh yang biasa digunakan dalam pengukuran data antropometri statis ditunjukkan dalam tabel berikut (Nurmianto, 1991):
21 Tabel 2.1 Macam-macam Dimensi Tubuh dalam pengukuran Antropometri Statis (Sumber: Nurmianto,1991) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Dimensi Tubuh Tinggi Tubuh Posisi Berdiri Tegak Tinggi Mata Tinggi Bahu Tinggi Siku Tinggi Genggaman Tangan (Knuckle) Pada Posisi Relaks Kebawah Tinggi Badan Pada Posisi Duduk Tinggi Mata Pada Posisi Duduk Tinggi Bahu Pada Posisi Duduk Tinggi Siku Pada Posisi Duduk Tebal Paha Jarak Dari Pantat Ke Lutut Jarak Dari Lipat Luntut (Popliteal) Ke Pantat Tinggi Lutut Tinggi Lipat Lutut (Popliteal) Lebar Bahu (Bideltoid) Lebar Panggul Tebal Dada Tebal Perut (Abdominal) Jarak Dari Siku Ke Ujung Jari Lebar Kepala Panjang Tangan Lebar Tangan Jarak Bentang Dari Ujung Jari Tangan Kanan Ke Kiri Tinggi Pegangan Tangan (Grip) pada Posisi Tangan Ke Atas & Berdiri Tegak Tinggi Pegangan Tangan (Grip) Pada Posisi Tangan Ke Atas Dan Duduk Jarak Genggaman Tangan (Grip) Ke Punggung Pada Posisi Tangan Kedepan
Gambar 2.2 Antropometri Tubuh Manusia Yang Diukur Dalam Posisi Statis (sumber : Nurmianto, 1991)
22 Agar rancangan suatu produk nantinya bisa sesuai dengan ukuran tubuh manusia yang akan mengoperasikannya, maka ditetapkan prinsip-prinsip yang harus diambil di dalam aplikasi data antropometri seperti diuraikan berikut
ini
(Wignjosoebroto, S.,1995): 1) Prinsip perancangan produk bagi individu dengan ukuran yang ekstrim. Rancangan produk dibuat agar bisa memenuhi 2(dua) sasaran produk, yaitu: Bisa sesuai untuk ukuran tubuh manusia yang mengikuti klasifikasi ekstrim dalam arti terlalu besar atau kecil bila dibandingkan dengan rata-ratanya. Tetap bisa digunakan untuk memenuhi ukuran tubuh yang lain(mayoritas dari populasi yang ada). 2) Prinsip perancangan produk yang bisa dioperasikan di antara rentang ukuran tertentu. Rancangan bisa diubah-ubah ukurannya sehingga cukup fleksibel dioperasikan oleh setiap orang yang memiliki berbagai macam ukuran tubuh. 3) Prinsip perancangan produk dengan ukuran rata-rata. Dalam hal ini rancangan produk didasarkan terhadap rata-rata ukuran manusia. Produk dirancang dan dibuat untuk mereka yang berukuran sekitar rata-rata, sedangkan bagi mereka yang memiliki ukuran ekstrim akan dibuatkan rancangan tersendiri.
2.2.5. Pengolahan data antropometri Untuk melakukan pengolahan data anthopometri maka beberapa prosedur yang harus diperhatikan yaitu : 1) Uji Keseragaman Data Uji keseragaman data digunakan untuk mengetahui apakah data yang telah diperoleh itu seragam, apakah berasal dari populasi yang sama, dan apakah data berada diluar batas atau tidak. Data yang diperoleh di dalam penelitian tidak mungkin sama semua, karena pasti ada perbedaan dan ada perubahan ukuran data operator atau pelaku, tetapi perubahan atau perbedaan ini ada batas-batasnya. Untuk menentukan apakah data-data yang diperoleh selama penelitian ini tidak melampui batas-batas itulah maka dilakukan uji keseragaman data. Langkah-
23 langkah yang dilakukan untuk melakukan uji keseragaman data adalah sebagai berikut : . (Tawaka, dkk, 2004) 1. Mengelompokkan data hasil pengukuran ke dalam kelompok-kelompok atau grup. 2. Menghitung rata-rata grup.
3. Menghitung standar deviasi sebenarnya dari data hasil pengukuran dengan rumus :
4. Menghitung Standar deviasi dari distribusi harga rata-rata dengan rumus :
24 5. Menentukan Batas Kontrol Atas (BKA) dan Batas Kontrol Bawah (BKB) dengan rumus :
2) Uji Kecukupan Data Uji kecukupan data ini sangat dipengaruhi oleh : 1. Tingkat Ketelitian (dalam persen), adalah penyimpangan maksimum dari hasil pengukuran terhadap nilai yang sebenarnya. 2. Tingkat Kepercayaan (dalam persen), adalah besarnya keyakinan/besarnya probabilitas bahwa data yang kita dapatkan terletak dalam tingkat ketelitian yang telah ditentukan. Rumus umum uji kecukupan data:
Dimana :
k=3
jika tingkat kepercayaan 99%
k=2
jika tingkat kepercayaan 95%
k=1
jika tingkat kepercayaan 68%
a = 0,05 jika derajat ketelitian 5% a = 0,1 jika derajat ketelitian 10% a = 0,2 jika derajat ketelitian 20%
25 Apabila N
hitung
(N‟) < N (Jumlah data yang diukur) maka data yang diperoleh
sudah mencukupi, sebaliknya jika N(N‟) > N maka perlu tambahan data. Perhitungan N‟ dilakukan dengan formulasi seperti berikut untuk tingkat keyakinan 95%, tingkat ketelitian 5% : (Wignjosoebroto, S.,1995):
2.2.6. Persetil Data Untuk penetapan data antropometri, pemakaian distribusi normal akan umum diterapkan (Wignjosoebroto, 1995). Dalam statistik, distribusi normal dapat diformulasikan berdasarkan nilai rata-rata (mean, X ) dan simpangan standarnya (standard deviation,
x ) dari data yang ada. Dari nilai yang ada tersebut, maka
persentil dapat diterapkan sesuai dengan tabel probablitas distribusi normal. Yang dimaksud persentil adalah nilai yang menunjukkan prosentase tertentu dari orang yang memiliki ukuran pada atau dibawah nilai tersebut. Dalam antropometri, angka 95-th akan menggambarkan ukuran manusia yang “terbesar” dan 5-th menunjukkan ukuran “terkecil”. Bilamana diharapkan ukuran yang mampu mengakomodasi 95% dari populasi yang ada maka diambil rentang 2,5-th dan 97,5-th persentil sebagai batasbatasnya.
Gambar 2.3 Distribusi normal dengan data antropometri 95 persentil (sumber : Nurmianto, 1991)
26
Sedangkan pemakaian nilai-nilai persentil yang umum diaplikasikan dalam perhitungan data antropometri ditunjukkan dalam tabel dibawah ini
Tabel 2.2 Macam Persentil Dan Cara Perhitungan Dalam Distribusi Normal (Sumber: Wignjosoebroto, 1995) Persentil 1 - st 2.5 - th 5 - th 10 - th 50 - th 90 - th 95 - th 97.5 - th 99 - th
2.3
Perhitungan x x - 2.325 x x - 1.96 x - 1.645 x x x - 1.28 x x x + 1.28 x x + 1.645 x x + 1.96 x x + 2.325
Metode Perancangan Metode perancangan adalah berupa prosedur, teknik-teknik, bantuan-bantuan
atau peralatan untuk merancang. Metode perancangan menggambarkan sejumlah macam aktifitas dengan jelas yang memungkinkan perancang menggunakan dan mengkombinasikan proses perancangan secara keseluruhan. Tujuan utama metode baru ini adalah usaha untuk membawa prosedur rasional (masuk akal) di dalam proses perancangan. Cross (1992) metode perancangan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar yaitu : metode kreatif ( creative methods ) dan metode rasional ( rational methods ). Dalam penelitian ini metode perancangan yang dipilih untuk merancang mesin paletadalah metode rasional ( rational methods ). Metode rasional ( rational methods ) adaah metode yang dilandasi pada kebutuhan pemakai dan bekerja secara rasional. Berikut ini beberapa tahap metode rasional yang paling relevan dan paling luas digunakan, serta mencakup keseluruhan proses perancangan .
27 1) Klarifikasi tujuan Tahap penting pertama dalam perancangan adalah bagaimana mencoba untuk menjelaskan sasaran perancangan. Pada kenyataan ini sangat membantu pada keseluruhan
langkah perancangan untuk mendapatkan ide yang jelas terhadap
sasaran, walaupun sasaran ini dapat berubah selama pengerjaan perancangan. Metode Objective Tree (pohon tujuan) menawarkan format yang jelas dan berguna untuk pernyataan sasaran/tujuan. Metode ini menunjukkan sasaran dan maksud umum untuk pencapaian tujuan yang ada di bawah pertimbangan. Metode ini ditunjukkan dalam suatu bentuk diagram di mana jalur-jalur sasaran yang berbeda dihubungkan satu sama lain, serta pola hirarki tujuan dan sub tujuan. Tujuan metode Objective Tree untuk menjelaskan tujuan dan sub tujuan perancangan serta hubungan diantara keduanya. Langkah-langkah dalam pembuatan Objective Tree adalah sebagai berikut : a.
Menyiapkan daftar tujuan perancangan. Daftar ini diambil dari ringkasan perancangan, dari pertanyaan kepada klien dan dari diskusi di dalam tim perancang.
b.
Daftar disusun ke dalam kumpulan tujuan tingkatan ( level ) tinggi dan level rendah. Perluasan daftar tujuan dan sub tujuan secara kasar dikumpulkan ke dalam tingkatan hirarki
c.
Menggambarkan diagram pohon tujuan, menggambarkan hirarki dan garis hubungan Cabang-cabang atau akar dalam pohon menggambarkan hubungan yang mengusulkan bagaimana mencapai tujuan.
2) Penetapan fungsi Metode analisis fungsional (function analysis) menawarkan alat pertimbangan fungsi-fungsi dasar dan tingkatan masalahnya yang akan dituju. Fungsi dasar tersebut adalah fungsi di mana alat-alat, produk atau sistem yang akan dirancang harus meyakinkan, tidak peduli apakah komponen fisik yang harus digunakan. Tingkatan masalah ditentukan oleh penetapan batasan sekitar sub kumpulan fungsi yang logis.
28 Tujuan metode analisis fungsi (function analysis) adalah untuk menetapkan kebutuhan fungsi dan batas sistem perancangan baru. Langkah-langkah dalam pembuatan metode analisis fungsi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan keseluruhan fungsi perancangan dalam istilah konversi masukkan menjadi keluaran.
Input
Black Box
Output
Gambar 2.4. Model Sistem Black Box b. Keseluruhan fungsi dipecah ke dalam kumpulan sub fungsi dasar. Sub fungsi terdiri dari semua tugas yang harus ditunjukkan dalam kotak hitam c. Menggambar diagram blok yang menggambarkan interaksi antara sub fungsi. Kotak hitam dibuat tembus pandang, jadi sub fungsi dan hubungan koneksinya benar-benar jelas.
Transparant Box Sub Function
Sub Function
Sub Function
Sub Function
Gambar 2.5. Model Transparant Box d. Menggambarkan batas sistem. Batas sistem diartikan sebagai batasan bagi produk atau alat yang akan dirancang. e. Mencari komponen yang tepat untuk menampilkan sub fungsi dan interaksinya.
3) Penetapan spesifikasi
29 Metode penetapan spesifikasi pelaksanaan (performance spesification) adalah sesuatu yang diharapkan untuk membantu menjelaskan masalah perancangan. Spesifikasi artinya merupakan kebutuhan pelaksanaan dan bukan merupakan kebutuhan produk. Metode ini menegaskan pelaksanaan bagaimana penyelesaian perancangan harus dicapai dan tidak ada komponen fisik khusus yang memungkinkan cara-cara pencapaian pelaksanaan tersebut. Tujuan metode spesifikasi pelaksanaan adalah untuk membuat spesifikasi akurat dari kebutuhan pelaksanaan suatu penyelesaian perancangan. Langkah-langkah untuk membuat metode ini adalah sebagai berikut : a.
Mempertimbangkan perbedaan tingkatan umum penyelesaian yang dapat diterima. Misalkan ada beberapa pilihan alternatif produk, tipe produk , ciri-ciri produk.
b.
Menentukan tingkatan umum yang akan dioperasikan. Keputusan ini biasanya dibuat oleh klien. Tingkatan umum yang lebih tinggi memberikan kebebasan yang lebih untuk perancang.
c.
Mengidentifikasikan atribut kebutuhan penyelenggaraan. Atribut seharusnya diterangkan sebagai yang independen dari beberapa penyelesaian khusus.
d.
Menyebutkan dengan ringkas dan tepat kebutuhan penyelengaraan untuk setiap atribut. Bila dimungkinkan spesifikasi seharusnya dalam istilah pengukuran dan mengidentifikasi jarak antar batas.
4) Pembangkitan alternatif Tujuan utama metode ini adalah perluasan pencarian kemungkinan penyelesaian baru. Morpologi berarti studi tentang bentuk atau ukuran, jadi analisis morpologi adalah suatu usaha sistematis untuk menganalisa bentuk yang dapat diambil oleh suatu produk atau mesin dan bagan morpologi adalah suatu rangkuman analisis ini. Perbedaan kombinasi sub solusi dapat dipilih dari bagan yang mungkin menunjukkan kepada penyelesaian baru yang sebelumnya belum teridentifikasi. Langkah-langkah yang dibutuhkan dalam pembuatan metode bagan morpologi adalah sebagai berikut :
30 a.
Membuat daftar tampilan atau fungsi produk yang mendasar. Walaupun tidak begitu panjang, daftar tersebut dapat secara luas mencakup fungsi-fungsi umum pada tingkat yang tepat.
b.
Untuk setiap daftar tampilan atau fungsi cara-cara yang mungkin dapat dicapai. Daftar ini dapat memasukkan ide baru yang sama baiknya dengan pengenalan komponen atau sub-solusi yang ada.
c.
Menggambarkan suatu bagan yang mengandung semua sub-solusi yang memungkinkan. Bagan morpologi ini mewakili ruang penyelesaian total produk, membuat kombinasi sub-solusi.
d.
Mengidentifikasikan kombinasi sub-solusi yang memungkinkan. Total nomor kombinasi yang mungkin dapat sangat besar maka pencarian strategis harus diarahkan dengan batasan-batasan atau kriteria.
e.
Menghitung dan membandingkan nilai kegunaan relatif perancangan alternatif. Mengalikan setiap nilai parameter dengan nilai pembobotan, alternatif terbaik mempunyai jumlah nilai tertinggi. Perbandingan dan pembahasan profil nilai guna mungkin merupakan bantuan perancangan yang lebih baik daripada hanya sekedar memilih yang terbaik.
2.4 Pompa 2.4.1. Definisi Pompa Pompa adalah suatu mesin yang menambahkan energi ke cairan dengan tujuan untuk meningkatkan tekanannya atau memindahkan cairan tersebut melalui pipa. Pompa adalah alat atau mesin untuk memindahkan atau menaikkan cairan atau gas dng cara mengisap dan memancarkannya, biasanya berupa silinder yg berpelocok berkatup. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida 2.4.2. Kerja Pompa Sentrifugal Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Zat cair yang ada
31 dalam impeler akan ikut berputar karena dorongan sudu‐sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah impeler keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi ini kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu‐sudu menjadi vakum sehingga zat cair akan terisap masuk. Selisih energi per satuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar (tekan) dan flens masuk (isap) disebut head total pompa
Gambar 2.6. Bagian bagian pompa sentrifugal
2.4.3. Klasifikasi Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu antara lain adalah : 1) Menurut jenis aliran dalam impeler a.
Pompa aliran radial Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang keluar dari impeler akan tegak lurus poros pompa (arah radial).
32
Gambar 2.7. Pompa sentrifugal aliran radial
b.
Pompa aliran campur Aliran zat cair didalam pompa waktu meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan kerucut (miring) sehingga komponen kecepatannya berarah radial dan aksial
Gambar 2.8. Pompa sentrifugal aliran campur.
c.
Pompa aliran aksial Aliran zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder (arah aksial)
Gambar 2.9. Pompa aliran aksial
33 2) Menurut jenis impeller a.
Impeler tertutup Sudu‐sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan , digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
Gambar 2.10. Impeler tertutup
b.
Impeler setengah terbuka Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup di sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya : air yang mengandung pasir, zat cair yang mengauskan, slurry, dll
c.
Impeler terbuka Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun di belakang. Bagian belakang ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak mengandung kotoran.
3) Menurut bentuk rumah a. Pompa volut Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong/siput (volute), sehingga kecepatan aliran keluar bisa dikurangi dan dihasilkan kenaikan tekanan.
34
Gambar 2.11. Pompa volut b. Pompa diffuser Pada keliling luar impeler dipasang sudu diffuser sebagai pengganti rumah keong.
Gambar 2.12. Pompa diffuser
c. Pompa aliran campur jenis volut Pompa ini mempunyai impeler jenis aliran campur dan sebuah rumah volut.
4) Menurut jumlah tingkat a.
Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai satu impeler. Head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeler, jadi relatif rendah.
b. Pompa bertingkat banyak Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler pertama dimasukkan ke impeler berikutnyadan seterusnya hingga impeler terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlahan dari head yang ditimbulkan oleh
35 masing‐masing impeler sehingga relatif tinggi. 5) Menurut letak poros Menurut letak porosnya, pompa dapat dibedakan menjadi poros horisontal dan poros vertikal seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 2.13. Poros vertika dan Poros horisontal
2.4.4. Hukum Kesebangunan Jika dua buah pompa sentrifugal yang geommetris sebangun satu dengan yang lain maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula berlaku hubungan sebagai berikut :
Keterangan : D = diameter impeller (m) Q = kapasitas aliran (m3/s) H =head total pompa (m) P = daya poros pompa (m) N = putaran pompa (rpm)
Hubungan diatas dinamakan Hukum Kesebangunan Pompa. Hukum tersebut sangat penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila putaran diubah dan
36 juga untuk memperkirakan performansi pompa yang direncanakan apabila pompa tersebut geometris sebangun dengan pompa yang sudah diketahui performansinya
2.4.5. Kecepatan Spesifik Kecepatan spesifik dinyatakan dalam persamaan : Dimana n, Q dan H adalah harga‐harga pada titik efisiensi maksimum pompa. Harga ns dapat dipakai sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa. Jika ns sudah ditentukan maka bentuk impeler pompa tersebut sudah tertentu pula. Gambar berikut menunjukkan harga ns dalam hubungannya dengan bentuk impeler.
Gambar 2.14. Grafik Kecepatan Jenis Pompa
Dalam menghitung ns untuk pompa isapan ganda harga Q diganti dengn Q/2, sedangkan untuk pompa bertingkat banyak, head H yang dipakai dalam perhitungan ns adalah head per tingkat dari pompa tersebut. Besarnya ns dapat berbeda‐beda tergantung dari satuan yang dipakai untuk menyatakan n, Q dan H. Tabel berikut menunjukkan faktor konversi yang harus digunakan untuk mengubah ns dari satuan yang satu ke satuan yang lain.
37 2.4.6. Karakteristik Sistem Pemompaan 1) Efisiensi Pompa Pompa tidak dapat mengubah seluruh energi kinetik menjadi energi tekanan karena ada sebagian energi kinetik yang hilang dalam bentuk losis. Efisiensi pompa adalah suatu faktor yang dipergunakan untuk menghitung losis ini. Efisiensi pompa terdiri dari : a.
Efisiensi hidrolis, memperhitungkan losis akibat gesekan antara cairan dengan impeller dan losis akibat perubahan arah yang tiba‐tiba pada impeler.
b.
Efisiensi volumetris, memperhitungkan losis akibat resirkulasi pada ring, bush, dll.
c.
Efisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada seal, packing gland, bantalan, dll.
Setiap pompa dirancang pada kapasitas dan head tertentu, meskipun dapat juga dioperasikan pada kapasitas dan head yang lain. Efisiensi pompa akan mencapai maksimum pada designed point tersebut, yang dinamakan dengan titik BEP.Untuk kapasitas yang lebih kecil atau lebih besar efisiensinya akan lebih rendah. Efisiensi pompa adalah perbandinga antara daya hidrolis pompa dengan daya poros pompa.
2) Daya Hidrolis Daya hidrolis adalah daya yang diperlukan oleh pompa untuk mengangkat sejumlah zat cair pada ketinggian tertentu. Daya hidrolis dapat dicari dengan persamaan berikut :
Keterangan : ρ = massa jenis , kg/m
H = head ,
g = gaya gravitasi
Q = kapasitas, m3/s
38
3) Kurva Karakteristik Pompa Untuk setiap pompa, biasanya pabrik pembuatnya memberikan kurva karakteristik yang menunjukkan unjuk kerja pompa pada berbagai kondisi pemakaian. Karakteristik sebuah pompa digambarkan dalam kurva karakteristik menyatakan besarnya head total, daya pompa dan efisiensi pompa terhadap kapasitas. Berikut ini adalah contoh kurva karakteristik suatu pompa :
Gambar 2.15. Kurva Karakteristik Pompa
2.4.7. Kavitasi Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya turun sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Ketika zat cair terhisap pada
39 sisi isap pompa, tekanan pada permukaan zat cair akan turun, seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.16. Kavitasi
Bila tekanannya turun sampai pada tekanan uap jenuhnya, maka cairan akan menguap dan membentuk gelembung uap. Selama bergerak sepanjang impeler, kenaikan tekanan akan menyebabkan gelembung uap pecah dan menumbuk permukaan pompa. Fenomena ini dinamakan kavitasi. Jika permukaan saluran/pipa terkena tumbukan gelembung uap tersebut secara terus menerus dalam jangka lama akan mengakibatkan terbentuknya lubang‐lubang pada dinding saluran atau sering disebut erosi kavitasi. Pengaruh lain dari kavitasi adalah timbulnya suara berisik, getaran dan turunnya performansi pompa.
1) Net Positive Suction Head (NPSH) Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis zat cair turun sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Agar dalam system pemompaan tidak terjadi kavitasi, harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran pada pompa yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pada temperatur yang bersangkutan. Berhubung dengan hal ini didefinisikan sutu Head Isap Positif Netto atau NPSH yang dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. Ada dua macam NPSH yaitu NPSHa dan NPSHr. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi maka harus dipenuhi persyaratan berikut : NPSHyang tersedia > NPSH yang diperlukan
40 2) NPSHa (NPSH yang tersedia) NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki zat cair pada sisi isap pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut. NPSH yang tersedia tergantung pada tekanan atmosfer atau tekanan absolut pada permukaan zat cair dan kondisi instalasinya. Besarnya dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Keterangan : hsv
: NPSH yang tersedia, m
pa : tekanan pd permukaan cairan, kgf/m2 2 pv : tekanan uap jenuh, kgf/m γ
: berat jenis zat cair, kgf/m3
hs : head isap statis, m hls : kerugian head dalam pipa isap, m
3) NPSHr (NPSH yang diperlukan) NPSH yang diperlukan adalah NPSH minimum yang dibutuhkan untuk membiarkan pompa bekerja tanpa kavitasi. Besarnya NPSH yang diperlukan berbeda untuk setiap pompa. Untuk suatu pompa tertentu NPSH yang diperlukan berubah
menurut
kapasitas dan
putarannya. NPSH yang diperlukan harus
diperoleh dari pabrik pompa yang bersangkutan. Namn untuk perkiraan secara kasar, NPSH yang diperlukan dapat dihitung dari konstanta kavitasi σ. Jika head total pompa pada titik efisiensi maksimum dinyatakan sebagai HN dan NPSH yangdiperlukan untuk titik ini Hsvn, maka σ (koefisien kavitasi Thoma ) didefinisikan sebagai : σ =
H SVN HN
41 Besarnya koefisien kavitasi Thoma dapat ditentukan dari grafik pada gambar, sedangkan NPSHyang diperlukan ditaksir sebagai berikut : NPSH yang diperlukan :
HSVN = σ x HN
Gambar 2.17. Grafik Kefisien kavitasi Thoma
Rumus diatas berlaku untuk pompa pada efisiensi tertinggi ( dipergunakan pada titik BEP ), bila pompa dipergunakan diluar titik BEP maka NPSH yang diperlukan dikoreksi menggunakan grafik pada gambar. 4) Cara Menghindari Kavitasi Kavitasi pada dasarnya dapat dicegah dengan membuat NPSH yang tersedia lebih besar dari pada NPSH yang diperlukan. Dalam perencanaan instalasi pompa, hal hal berikut harus diperhitungkan untuk menghindari kavitasi. 1)
Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang dihisap harus dibuat serendah mungkin agar head isap statis menjadi rendah pula.
2)
Pipa isap harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang panjang, sebaiknya diambil pipa yang berdiameter satu nomor lebih besar untuk mengurangi kerugian gesek.
3)
Hindari penggunaan katup yang tak perlu dan menekuk pipa pengisapan.
4)
Hindari masuknya udara pada sisi isap pompa.
2.5 Pemilihan pompa Setelah mengetahui kapasitas dan head yang diperlukan pada sistem instalasi, selanjutnya dapat dilakukan pemilihan pompa dengan menggunakan daigram pemilihan pompa. Diagram ini berbeda‐beda untuk setiap merk dan jenis pompa dan
42 biasanya telah disediakan oleh pabrik pembuatnya. Berikut ini adalah contoh diagram pemilihan pompa standar .
Gambar 2.18. Diagram Pemilihan Pompa Standar 2.6 Pengaturan Pompa Pompa ini digerakkan oleh mesin dengan jenis mesin potong rumput gendong yang dimodifikasi pada bagian poros output diganti dan diberi pompa jenis sentrifugal yang memiliki ukuran as/poros sama dengan poros mesin penggerak. Pada poros output mesin penggerak dikopel secara langsung rumah impeller dari pompa air yaitu jenis seperti gambar berikut : Daya hidrolis dari peralatan ini adalah dengan persamaan berikut :
Keterangan : ρ = massa jenis air sawah, 1100 kg/m3 g = gaya gravitasi, 9,806 m/s2 H = head , 2 m Q = kapasitas, m3/s
43 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk pompa portabel yang disesuaikan dengan data antropometri berdasarkan prinsip-prinsip ergonomi agar sesuai dengan kondisi tubuh anak sebagai pengunanya, untuk mencapai tujuan tersebut maka metode penelitian yang digunakan adalah penelitian survei yang termasuk kedalam penelitian deskriptif yaitu penelitian yang bertujuan untuk pemecahan masalah secara sistematis dan faktual mengenai fakta-fakta dan sifat populasi (Narbuko, 2002). Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran secara langsung data antropometri yang diperlukan untuk menentukan dimensi penyangga pompa yang diletakan dipunggung . Selanjutnya dilakukan desain atau rancangan produk sesuai dimensi yang telah ditentukan berdasarkan data antropometri yang telah diperoleh.
3.2 Subjek Subjek penelitian ini adalah kelompok pekerja pada tanaman bawang merah di Desa Pesantunan Kecamatan Brebes Kabupaten Brebes
3.3. Objek Objek penelitian adalah sikap kerja / posisi kerja untuk aktivitas penyiraman bawang merah di Desa Pesantunan Kecamatan Brebes Kabupaten Brebes. 3.4. Lokasi Penelitian Penelitian dengan judul “Pengembangan Desain Pompa Air Portable Alat Siram Tanaman Bawang Merah
Dengan Mempertimbangkan Faktor –Faktor
Ergonomi” dilaksanakan di Desa Pesantunan Kecamatan Brebes Kabupaten Brebes
44
3.5. Jenis data Data yang diperlukan dapat dilakukan pada penelitian ini adalah : 1. Data Primer Data yang diperlukan untuk melakukan perancangan alat yang diperoleh dari lapangan. Data ini meliputi data antropometri data, data mesin data mesin rumput portabel, dan data bahan yang digunakan. 2. Data Sekunder Data yang diperoleh dari literatur yang berhubungan dengan masalah yang dibahas.
3.6. Pengolahan data Setelah semua data yang diperlukan untuk proses perancangan diperoleh maka selanjutnya dilakukan pengolahan data agar dapat diambil keputusan akhir dalam perancangan Mesin pakan ikan. Pengolahan data yang dilakukan adalah : 1. Analisis data antropometri Dilakukan validasi data dengan menggunakan program anthropometri. Dilakukan uji keseragaman, kecukupan, dan kenormalan data agar data yang diuji dapat mewakili populasinya. Menghitung prosentase sample berdasarkan nilai persentil (5%,50%,95%) untuk data antropometri yang digunakan. 2. Analisis data mesin Analisa datab mesin dilakukan untuk mengetahui kecepatan putar poros mesin yang akan memutar baling-baling pompa. Dengan demikian dapat diperoleh berapa daya hisap pompa dan daya dorong pompa. Daya hisap pompa juga akan dipertimbangkan tingkat kekeruhan air sawah dengan demikian akan diperoleh poerancangan pompa yang optimal. 3. Analisis perancangan Analisis perancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode rasional yang tahapannya adalah sebagai berikut:
45 a.
Klarifikasi Tujuan bertujuan untuk mengklarifikasi semua tujuan dan sub-sub tujuan yang ada pada proses perancangan dalam hubungan satu dengan yang lainnya.
b.
Penetapan Fungsi
bertujuan untuk menetapkan fungsi-fungsi yang
diperlukan dan batas-batas sistem perancangan produk yang baru. c.
Penetapan Spesifikasi bertujuan untuk membuat spesifikasi kerja yang akurat dari suatu solusi rancangan yang diperlukan.
d.
Pembangkitan Alternatif bertujuan untuk membangkitkan solusi-solusi rancangan alternatif, memperluas pencarian terhadap solusi-solusi baru yang potensial.
e.
Evaluasi Alternatif Weighted Objective membandingkan
nilai-nilai
utilitas
dari
yang bertujuan untuk
berbagai
usulan
berdasarkan kinerjanya terhadap tujuan-tujuan yang telah berbobot. 3.6 Alur Penelitian
alternatif
46
Kegiatan Kegiatan
Tempat Kegiatan
Hasil Kegiatan
Mulai Gagasan Ide Dasar Survey Lapangan Awal Penentuan Tujuan Studi Literatur
Survey Lapangan Lanjutan Studi Literatur
Pengambilan Data VOC Pekerja Sebagai Sampel
Survei dilakukan dipersawah 10 desa kab. Brebes
Hasil : 1. Data tingkat keluhan muskuskeletal 2. Data tingkat kelelahan pekerja 3. Desain Mesin Pompa Air Portable
Pengambilan Data Antropometi Pekerja
Analisis Data
Hasil :
Laporan Penelitian
Jurnal Penelitian
Gambar 3.1 Alur Penelitian
47 BAB IV DATA DAN ANALISIS
4.1. Data Penelitian 4.1.3 Data Antropometri dan Keluhan Pekerja Data antropometri yang digunakan dalam perancangan mesin pompa portable diperoleh dari pengukuran dimensi tubuh pekerja secara statis yang meliputi: a. Tinggi Punggung (TP) = Tinggi Bahu - Tinggi Pinggang b. Lebar Bahu (LBH) Sumber data anthropometri Sedangkan data keluhan pekerja yang diamati adalah keluhan : a. Keluhan pinggang b. Keluhan tangan
Gambar 4.1 Antropometri Tubuh Manusia Yang Diukur Dalam Posisi Statis (sumber : Nurmianto, 1991) Data penelitian ini menggunakan para pekerja bawang merah yang ada di Desa Pesantunan Kecamatan Brebes Kabupaten Brebes. Data diambil secara acak dengan cara menjumpai
pekerja
yang
tengah
melakukan
pekerjaan.
Untuk
menghindarin
kesalahpahaman maka peneliti memberikan maksud dan tujuan dari pengambilan data kepada para pekerja. Tabel 4.1 menampilkan hasil pengambilan data pekerja.
48 Tabe 4 1. Data Antropometridan Keluhan Pekerja Petani Bawang Ukuran No
Nama
Usia
Alamat
Keluhan
LB
TB
OLU
OLS
1
Warssa
35
Gandasuli- Brebes
40
50
Bisep
Paha
2
Abdul Hadi
32
Padasugih- Brebes
41
54
Bisep
Bokong
3
Rusmani
32
Tengki- Brebes
40
45
Bisep
Pergelangan
4
Sunarto
30
Kedung Uter - Brebes
42
53
Bisep
Paha
5
Talim
40
Wangandalem - Brebes
38
40
Bisep
Punggung
6
Kaman
45
Wangandalem - Brebes
40
50
Bisep
Punggung
7
Sultoni
33
Padasugih - Brebes
40
45
Bisep
Paha
8
Biusri
30
Pasar batang- Brebes
40
45
Bisep
Punggung
9
Darjo
50
Wangandalem - Brebes
27
30
Bisep
Punggung
10
Salya
45
Wangandalem-Brebes
42
53
bisep
Pergelangan Tangan
11
Toni
39
Wangendalem-Brebes
39
40
bisep
Pergelangan tangan
12
Rosli
20
Kalimati - Brebes
39
45
bisep
Bokong
13
Darjan
55
Wangandaklem-Brebes
45
50
bisep
Bokong
14
Burhan
20
Lembarawa - Brebes
40
53
bisep
Pergelangan tangan
15
Barip
39
Wangandaklem-Brebes
40
50
bisep
Bokong
16
Abdillah
36
Kalipucang - Brebes
40
50
bisep
Pergelangan tangan
17
Karsa
55
Wangandalem - Brebes
40
50
bisep
Punggung
18
Surip
55
Wangandalem –Brebes
40
50
bisep
Punggung
19
Carsad
39
Wangandalem –Brebes
40
50
bisep
Bokong
20
Juned
39
Wangandalem –Brebes
40
50
bisep
Bokong
21
Tanto
30
Wangandalem - Brebes
38
47
bisep
Punggung
22
Agus
40
Wangandalem - Brebes
40
50
bisep
Punggung
23
Dasmad
36
Tengki - Brebes
38
47
bisep
Punggung
24
Tarslim
38
Lembara- Brebes
39
45
bisep
Bokong
25
Karsa
45
Padasugih - Brebes
40
50
bisep
Pungguing
Data tersebut kemudian diolah di Laboratorium Analisis Perancangan Kerja Dan Ergonomi (APK dan E) Progdi Teknik Industri Fakultas Teknik UPS Tegal dengan
49 menggunakan tingkat ketelitian 5% dan tingkat keyakinan 95%. Dari data tersebut maka diperoleh nilai rata-rata dan standar deviasi, seperti terlihat pada tabel berikut.
4.1.2 Analsis Data a.
Perhitungan Keseragaman Data Dengan menggunakan tingkat kepercayaan 95% (k=2) dan tingkat ketelitian 5%
(α=0.05), maka data antropometri yang diperoleh diuji keseragaman sebagai berikut : Tabe 4 1. Data Antropometridan Keluhan Pekerja Petani Bawang Ukuran No
Nama
Keluhan
Usia
LB
TB
OLU
OLS
1
Warssa
35
40
50
Bisep
Paha
2
Abdul Hadi
32
41
54
Bisep
Bokong
3
Rusmani
32
40
45
Bisep
Pergelangan
4
Sunarto
30
42
53
Bisep
Paha
5
Talim
40
38
40
Bisep
Punggung
6
Kaman
45
40
50
Bisep
Punggung
7
Sultoni
33
40
45
Bisep
Paha
8
Biusri
30
40
45
Bisep
Punggung
9
Darjo
50
27
30
Bisep
Punggung
10
Salya
45
42
53
bisep
Pergelangan Tangan
11
Toni
39
39
40
bisep
Pergelangan tangan
12
Rosli
20
39
45
bisep
Bokong
13
Darjan
55
45
50
bisep
Bokong
14
Burhan
20
40
53
bisep
Pergelangan tangan
15
Barip
39
40
50
bisep
Bokong
16
Abdillah
36
40
50
bisep
Pergelangan tangan
17
Karsa
55
40
50
bisep
Punggung
18
Surip
55
40
50
bisep
Punggung
19
Carsad
39
40
50
bisep
Bokong
20
Juned
39
40
50
bisep
Bokong
50 21
Tanto
30
38
47
bisep
Punggung
22
Agus
40
40
50
bisep
Punggung
23
Dasmad
36
38
47
bisep
Punggung
24
Tarslim
38
39
45
bisep
Bokong
25
Karsa
45
40
50
bisep
Pungguing
Jumlah X rata-rata
958
988
1192
38,3
39,52
47,68
2,973774
5,209926
Standar deviasi
Untuk melihat keseragaman data maka dilakukan uji kontrol. Uji ini berfungsi untuk mengetahui apakah ada data yang ektrims atau tidak, baik ekrtim bawah maupun atas. Untuk itu laanagkah pertama dalah menghitung batas kontrol atas (BKA) dan batas kontrol bawah (BKB dengan menggunakan rumus sebagai berikut : BKA = x + k.
x
BKB = x - k.
x
Usia karyawan tidak dilakukan pengujiaan karena usia hanyta untuk mengetahui seberapa besar minat pemuda di bidang pertaniaan, jadi tidak untuk rekomendasi rancangandesain mesin pompa portable. Jadi Keseragaman data di kenakan pada Lebar bahu dan tinggi bahu.
1) Perhitungan Keseragaman Data Lebar Bahu Dari tabel 4.2 dapat diketahui x rata-rata lebar bahu adalah 39,52 cm sedangkan standar deviasinya adalah 2,973774 Dengan demikian maka nilai BKA dan BKB nya adalah sebagai berikut : BKA = x + k.
x = 39,52 + (2 x 2,973774 )
X rata-rata BKB = x - k.
= 45,47 cm = 39,52 cm
x
= 39,52 - (2 x 2,973774 )
= 33,57 cm
Untuk mengetahui apakah data masuk dalam batas kendali tersebut maka data yang ada di masukan ke dalam plot data seperti terlihat pada gambar berikut :
51
Gambar 4. 2. Grafik Keseragaman Data Lebar Bahu
2) Perhitungan Keseragaman Data Tinggi Bahu Dari tabel 4.2 dapat diketahui x rata-rata lebar bahu adalah 47,68 cm sedangkan standar deviasinya adalah 5,209926423 Dengan demikian maka nilai BKA dan BKB nya adalah sebagai berikut : BKA = x + k.
x = 47,68 + (2 x 5,209926423)
X rata-rata BKB = x - k.
= 58,09 cm = 47,68 cm
x
= 47,68 - (2 x 5,209926423)
= 37,26 cm
Untuk mengetahui apakah data masuk dalam batas kendali tersebut maka data yang ada di masukan ke dalam plot data seperti terlihat pada gambar berikut :
Gambar 4.3. Grafik Keseragaman Data Tinggi Bahu
52 b. Uji Kecukupan Data Uji kecukupan data ditentukan menggunakan rumus : k
N‟ =
a
N
x2
x
2
2
x
Dari gambar 4.1 terlihat bahwa data nomer 9 tidak masuk dalam batas kontrol. Dengan demikian didalam perhitungan kecukupan data data tersebut dikeluarkan, maka data yang ada berjumlah n = 24 dengan maka akan diperoleh : N‟ =
40 24
39258
2
976144
2
988
= 8,69 = 9 Dimana nilai N‟ (perhitungan ) <
N (pengamatan), maka pengamatan
dinyatakan cukup memenuhi.
c. Persentil data Persentil yang digunakan adalah persentil ke-50 agar operator dengan ukuran anthropometri besar maupun kecil dapat menggunakan alat hasil rancangan. Persentil tersebut di cari dengan menggunkan formula berikut : P5 = x - 1.645.
1)
Perhitungan Persentil Lebar Bahu P5 = x - 1.645.
2)
x
x = 39,52 - 1.645 (2,973)
= 34.66 = 35 cm
Perhitungan Persentil Tinggi Bahu P5 = x - 1.645.
x = 44,35 - 1.645 (5,209)
= 35.78 = 36 cm
53 4.2 Analisis Perancangan
Perancangan dilakukan berdasarkan metode-metode perancangan produk yaitu dengan menggunakan metode rasional. 4.2.1 Tahap klarifikasi tujuan Tahap ini menggunakan metode Objectives Tree (Gambar 4.1.) yang akan menjelaskan sasaran proses perancangan mesin pompa air
portable yang nyaman,
perfomansinya baik, dan biaya murah. Yang dimaksud murah karena mesin ini hanya memodifikasi mesin rumput yang sudah ada. Fungsi mesin pompa air portable ini memiliki fungsi yang sama dengan alat siram yang sudah ada, tetapi memiliki berbagai kelebihan anatar lain (1) menyiram tanaman secara stabil sehingga tidak merusak tanaman (2) digerakan menggunakan mesin.
Gambar 4.4. Objectives Tree Mesin Pompa Air Portable 4.2.2 Tahap penetapan fungsi Secara umum alat siram air yang berbentuk ember khusus (gambar 1.1) menggunakan tenaga manusia. Secara umum dalam bekerja dapat digambarkan dalam Funtion Analysis (Black Box) pada gambar 4.5.
Alat siram air
Black Box
Air yang tertuang
Tanaman Rusak Gambar 4.5. Funtion Analysis (Black Box) Alat Siram Air
Jika diperhatikan pada gambar 4.5 ada kotak black box yang harus dibuka untuk dijadikan transparan box sehingga interaksi antara pekerja mesin dan tanaman menjadi jelas sehingga menghasilkan hasil yang optimal. Untuk . Funtion Analysis (Transparant Box) hasil pengembangan alat seperti terlihat pada gambar 5.6.
54 Gambar 4.6. Funtion Analysis (Transparant Box) Mesin Pompa Air Portable 4.3.3 Tahap Penetapan Spesifikasi Tahap ini akan menjelaskan masalah Mesin Pompa Air Portable dari tujuan awal penggunaan hingga kebutuhan pelaksanaan. Dalam tahap ini menggunakan metode Perfomance specification (Tabel 4.4), yang menjelaskan mesin pompa air portable ini dirancang dan dibuat dengan tujuan untuk memudahkan dalam produksi dan memberikan kenyamanan operator mesin. Tabel 4.4 Penetapan Spesifikasi Mesin No 1
Spesifikasi Berat
Manfaat Mesin pompa menggunakan mesin rumput, sehinga memiliki berat standar perusahaan
2
Kenyamanan mengoperasikan Dududukan mesin pompa air portable
mesin
rumput
diganti
menggunakan dudukan yang telah disesuaikan dengan lebar bahu dan tinggi bahu
3
Konstruksi Alat
Kontruksi mesin tidak mengalami perubahan, tetapi hanya memodifikasi di bagian
poros
yang seharusnya dipakai untuk memutar pisau rumput dimodifikasi dan dipasang pada poros yang berfungsi untuk memoutar pisau rumput. 4
Tidak mudah rusak/awet
Material mesin tidak ada perubahan yang ada hanya pada penambahan komponen pompa hisap dimana material terbuat dari kuningan atau dapat memanfaatkan komponen pompa pada pompa air dengan demikian maka tidak mudah rusak atau awet.
5
Mobilitas alat
Mobilitas alat sangat baik karena dibuat seperti mesin potong rumput portable.
6
Sumber tenaga
Menggunakan mesin rumput dengan bahan bakar bensin/premium
55
4.3.4 Tahap Pembuatan Desain Mesin Pompa Air Portable ini merupakan mesin rekayasa dari mesin rumput portable yang sudah ada dipasaran. Sehingga penulis hanya merekayasa seperlunya yaitu pada dudukan mesin dan pada poros penggerak pisau yang dipasang pompa hisap. c.
Pembuatan Desain Kerangka Dudukan Pompa Kerangka dudukan berfungsi untuk menopang pompa sehingga pompa bersifat portable atau mobile.
Dari penelitian pendahuluan dijumpai bahwa
lebar dan tinggi dudukan mesin belum sesuai dengan ergonomic pekerja penyiram tanaman bawang. Untuk itu maka diharapkan desain kerangka yang dirancang didasarkan pada data pekerja penyiram bawang. Adapun desainj kerangka alat seperti terlihat pada gambar (halaman lampiran). d. Perhitungan Pompa Perencanaan pompa air ini menggunakan mesin rumput. Mesin penggerak yang digunakan yaitu tipe mesin potong rumput dengan tipe sebagai berikut : Tabel 4.5 Spesifikasi Mesin Trimmer Type Engine Model Engine Type Carburator Displacement Idle Speed Max Idle Speed Fuel Tank Cap. Fuel Type Rated Output
RX43 Technical Specifications Knapsack Type IE40-5 Air Cooled - 2 stroke - Single Cylinder - Gasoline Type Float Type 42.7cc 2800 rpm 8500 rpm 1.3 Litre Two Cycle Oil/ Gasoline Mixing Ratio 1:25 1.2 kw
1) Menghitung daya pompa. Dari data mesin pompa sebagai penggerak, daya mesin adalah 1,2 kW
56
Effesiensi pompa direncanakan sampai sebesar 82 % dan effesiensi mesin penggerak sebesar 85%, maka :
= 1,02 kW Sedangkan daya pompa adalah :
= 0,8364 kW Maka untuk kapasitas pompa adalah :
= 0,0388 m3/dt Atau sebesar 2,328 m3/menit. 2) Menghitung Kecepatan aliran air Sehingga debit aliran air dari pompa ini adalah 0,0388 m3/dt. Untuk kecepatan aliran air adalah :
A = luas penampang pipa, yaitu :
, dengan D = ¾‟ atau 0,01905 m
Maka luasnya adalah sehingga kecepatan aliran adalah : Atau sebesar 8161,5 m/menit.
,
57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Dari pembahasan yang dilakukan pada bab 4 menjawab hasil pengamatan pada pekerja 25 siram air maka dapat disimpulkan : a.
40 % menyatakan kelelahan punggung, 20 % menyatakan nyeri pada pergelangan tangan dan sisanya 40% pada bokong yang mendekati pinggul.
b.
Dari poin “a” maka diperlukan peralatan kusus siram bawang merah
c.
Mesin potong rumput dapat dikembangkan dengan desain kerangka mesin mengacu pada ergonomic pekerja
d.
Hasil perhitungan teknis dapat diketahui bahwa pompa mampu menyemprotkan air sebanyak 8161,5 m/menit, sedangkan
kekuatan pancar tergantung pada
mulut nosel air.
5.2 Saran-saran Dari penelitian diatas maka disarankan untuk dapat dilakukan pembuatan mesin pompa penyiram air dengan memodifikasi mesin potong rumput gendong.
58
DAFTAR PUSTAKA Asih. W. E. 2004. Perancangan Meja Putar Alat Pembuat Gerabah Yang Ergonomis Dengan Metode Quality Function Deployment, Tesis, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Aroef. M. 1985. Motivasi Dan Produktivitas, Suatu Pembahasan dengan Kasus Indonesia, dalam J. Ravianto, Produktivitas dan Tenaga Kerja Indonesia, Lembaga Sarana Informasi Usaha dan Produktivitas, Jakarta. Atmosoeharjo, H.S. 1994. Penerapan Ergonomi Dalam Rekayasa manusia Mesin/Peralatan (Man-Machine Design). Forum Ilmu Kesehatan Masyarakat XII No. 1-2 : 113-122. Barnes. R. 1991. Motion And Time Study, John Wiley, New York Bridger, R.S. 1995. Introduction to Ergonomics. Mc. Graw-Hill, Inc, New York. Cohen, L. 1995. Quality Function Deployment : How Make QFD Work for You, Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts. Cross, N. 1994. Engineering Design Methods – Strategies Of product, 2nd edition, John Wiley & Sons Ltd, England. Giatman, 2005, Ekonomi Teknik, PT Raja Grafindo Persada, Jakarta Grandjean, E. 1993. Fitting the task to the man. 4th ed. Taylor & Francis Inc. London. Grandjean. E. 1973. Ergonomics In the Home, Tailor and Francis, London.
Grandjean, E., 1991. Fatique. Parmeggiani, L. ed. Encyclopaedia of Occupational Health and Safety, Third (resived) edt. ILO. Geneva : 837-839. Johnson B. 1989. Ergonomics and Prevention Of Musculoskeletal Injuries, Carpal Tunnel Syndrome Selected References, NIOSH. Manuaba, A. 1992. Pengaruh ergonomi terhadap produktivitas. Seminar Produktivitas Tenaga Kerja, Jakarta. Muller, K.F.H. 1965. Ergonomic: man in his working environment. Chapman and Hill Inc, London.
59 Murniasih, N.N. 2004. Modifikasi Pisau Matetuesan dan Perbaikan Sikap Kerja dapat Menurunkan Keluhan Subyektif serta Meningkatkan Produktivitas Kerja Tukang Tues. Prosiding Seminar Nasional Ergonomi, Aplikasi Ergonomi dalam Industri. Yogyakarta. Nurmianto, Eko. 1996. Ergonomi konsep dasar dan aplikasiny,. Guna Widya, Jakarta. Nurmianto. E.1998 Ergonomi Konsep Dasar Dan Aplikasinya, Edisi Pertama, Guna Widyan, Jakarta Prasetyowibowo, Bagas. 1999. Desain Produk Industri. Penerbit Yayasan Delapan Sepuluh, Bandung. Partha, C.G.I. 2002. Penggunanan betel modifikasi menurunkan beban kerja dan keluhan subjektif serta meningkatkan produktifitas pembobok tembok pemasang pipa instalasi listrik. Tesis Program Pascasarjana, Universitas Udayana, Denpasar. Pujawan, 2004, “Ekonomi Teknik”, Penerbit Guna Darma, Jakarta Rohmah. S. D. 2005 Re Design Alat Penggilingan Kopi Manual Dengan Pertimbangan Ergonomi untuk Meningkatkan Produktivitas Tenaga Kerja, Prosiding Seminar Internasional Perancangan Produk, Jurusan Teknik Industri, Universitas Atma JayaYogyakarta, Yogyakarta Sritomo Wignjosoebroto. 1997. Prosiding Lokakarya Pengembangan Kemampuan Rancang Bangun Produk. Suma‟mur, P.K., 1992. Ergonomi untuk produktivitas kerja, Yayasan Swabhawa Karya. Jakarta. Sastrowinoto, Suyatno. 1985. Meningkatkan produktifitas dengan ergonomi. PT. Pustaka Binaman Pressindo, Jakarta. Sutalaksana, Iftikar. Z. 1980. Teknik tata cara kerja. Departemen Teknik Industri. ITB., Bandung. Sutjipto A. 2006. Analisis pengaruh sudut rotasi keyboard terhadap beban otot, performansi kerja, tingkat ketidaknyamanan, dan tingkat kelelahan pada pekerjaan pengetikan berkomputer. Laporan Tugas Akhir, Departemen Teknik Industri, ITB., Bandung. Sutjipto A. 2006. Analisis pengaruh sudut rotasi keyboard terhadap beban otot, performansi kerja, tingkat ketidaknyamanan, dan tingkat kelelahan pada pekerjaan pengetikan berkomputer. Laporan Tugas Akhir, Departemen Teknik Industri, ITB., Bandung.
60 Widodo, Imam D. 2003. Yogyakarta
Perancangan dan pengembangan produk. UII PERS,
