PERANCANGAN ALAT PENANAM BENIH BIJI PALAWIJA YANG BERBASIS ERGONOMIS Gregorius.H.Sri.W, Sritomo Wignjosoebroto, Arief Rahman Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
ABSTRAKSI Proses penanaman benih biji palawija merupakan langkah awal yang sangat menentukan pertumbuhan tanaman palawija. Namun dalam pelaksanaannya para petani palawija masih sering mengalami kesulitan sehingga proses tersebut merupakan hal yang cukup penting untuk diatasi. Untuk mengatasi kesulitan tersebut maka perlu dirancang sebuah alat bantu yang berguna untuk mendukung proses penanaman benih biji palawija. Dalam penelitian ini digunakan studi pendekatan ergonomi dengan memperhatikan kaitan antara pekerja dengan lingkungan kerjanya (alat / bahan yang dihadapi, metode kerja, kemampuan fisik dan psikologis, dll.). Sedangkan dalam proses perancangan alat bantu tersebut, akan digunakan pendekatan Quality Function Deployment yang berfungsi untuk merancang respon teknis yang mampu diimplementasikan dalam pembuatan alat penanam benih biji palawija yang sesuai dengan kebutuhan konsumen. Dari hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa kondisi kerja saat sebelum adanya alat bantu masih kurang ergonomis dan hal itu mengakibatkan konsekuensi terhadap jumlah tenaga kerja, waktu penggarapan dan biaya operasional yang sangat besar. Dan setelah dilakukan analisa terhadap hasil penelitian kondisi kerja saat setelah adanya alat bantu, terbukti bahwa kondisi kerja saat ini jauh lebih ergonomis, dengan peningkatan untuk parameter kebutuhan energi sebesar 10.9%, nordic body map 38.8%, waktu aktual 85.2%, biomekanika 96.06% dan alat bantu tersebut terbukti mampu menekan jumlah tenaga kerja, waktu penggarapan yang berdampak pada minimasi biaya operasional.
Kata Kunci : Palawija, ergonomis, perancangan produk, quality function deployment.
1.
Pendahuluan
Dalam proses budidaya palawija, proses penanaman benih biji palawija merupakan langkah awal yang sangat menentukan proses pertumbuhan tanaman palawija. Langkah tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor manusia ( Humanity Factor ) dan faktor lingkungan (Environment Factor). Dalam kaitannya dengan Humanity Factor dan Environment Factor sebuah perancangan produk memerlukan sebuah pendekatan ergonomis untuk dapat digunakan sebagai acuan desain produk. Lebih lanjut, suatu desain produk disebut ergonomis apabila secara antropometris, faal, biomekanik dan psikologis kompatibel dengan manusia pemakainya, dan produk tersebut harus berorientasi pada production friendly, distribution friendly, installation friendly, operation friendly, dan mintenance friendly. 2.
Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas didalam peneltian ini adalah : “Merancang alat penanam benih biji yang berbasis ergonomis untuk mendukung proses budidaya palawija”
1
3.
Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengidentifikasi faktor-faktor ergonomi yang mempengaruhi proses penanaman benih biji palawija. 2. Mengidentifikasi kebutuhan para petani palawija dalam kaitannya dengan perancangan alat penanam benih biji palawija. 3. Merancang alat penanam benih biji palawija yang memenuhi prinsip ergonomi dan sesuai dengan kebutuhan para petani palawija.
4.
Tinjauan Pustaka
4.1. Budidaya Palawija Secara garis besar budidaya tanaman palawija dilakukan melalui beberapa tahap yaitu: 1. Pemilihan dan penyiapan lahan Tanahnya harus gembur dengan pH tanah >5, agak lembab, drainase baik, penyinaran penuh dan berada pada ketinggian antara 0.5-600 meter dari permukaan laut. 2. Pemilihan varietas unggul Pemilihan benih biji varietas unggul sangat menentukan umur dan lama produksi dari tanaman palawija tersebut dan disisi lain varietas unggul juga akan mengurangi terjadinya resiko gagal panen. 3. Penanaman Pelubangan tanah Tujuan dari tahap ini adalah untuuk menyiapkan lubang benih dengan kedalaman dan jarak lubang tertentu secara teratur dan seragam. Pada proses ini tanah dilubangi dengan kedalaman ± 7 Cm dengan jarak antar lubang ± sebesar 25 Cm. Peletakan benih Lubang yang telah tebentuk dengan kedalaman dan jarak tertentu akan diisi dengan beberapa benih biji. Teknik yang digunakan adalah dengan cara mengambil ± 2 benih biji dalam wadah dan memasukkannya kedalam tiap lubang dengan posisi badan membungkuk. Penutupan lubang tanah Proses penutupan benih biji bertujuan untuk mengkondisikan lingkungan benih agar benih cepat berkecambah, serta menghindari hilangnya benih oleh binatang pemakan benih. 4. Pemeliharaan Proses pemeliharaan yang dilakukan meliputi beberapa kegiatan yaitu: Penyulaman dan penjarangan Merupakan kegiatan yang bertujuan unutuk mengganti benih yang tidak tumbuh. Penyiangan Merupakan kegiatan yan bertujuan untuk membersihkan lahan dari tanaman pengganggu Pemupukan Pemupukan terhadap tanaman palawija biasanya dilakukan sebayak 2 kali yaitu pada saat tanaman berumur antara 25-30 hari dan pada saat tanaman berumur 60-70 hari. Proses ini dilakukan dengan sistem tebar. Pengendalian hama penyakit Pemberian insektisida ini dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada saat tanaman berusia < dari 15 hari dan saat tanaman berusia > dari 15 hari. 5. Panen dan pasca panen Kegiatan ini merupakan kegiatan pemanenan hasil pertanian sesuai keperluan dan pendistribusiannya ke masyarakat luas.
2
4.2. Ergonomi Ergonomi adalah suatu aturan atau norma dalam suatu sistem kerja. Setiap aktivitas atau pekerjaan yang dilakukan hendaknya selalu berpegangan pada prinsip ergonomis karena hal tersebut dapat mengakibatkan ketidaknyamanan dalam melakukan pekerjaan, timbulnya biaya tinggi, adanya peningkatan kecelakaan dan penyakit akibat kerja, serta turunnya performansi yang berakibat kepada penurunan produktivitas kerja. Kata ergonomi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata Ergos yang berarti kerja dan kata Nomos yang berarti hukum alam. Dengan demikian Ergonomi dapat dimaksudkan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen dan disain (Nurmianto, 1996). 4.3. Perancangan dan Pengembangan Produk 6 fase dalam proses perancangan dan pengembangan produk adalah : 1. Perencanaan : Kegiatan perencanaan sering dirujuk sebagai „zerofase‟ karena kegiatan ini mendahului persetujuan proyek dan proses peluncuran pengembangan produk aktual. 2. Pengembangan Konsep : Pada fase pengembangan konsep, kebutuhan pasar target diidentifikasikan, alternatif konsep-konsep produk dibangkitkan dan dievaluasi, dan kemudian dikembangkan satu atau lebih konsep untuk pengembangan dan percobaan lebih jauh. 3. Perancangan Tingkatan sistem : Fase perancangan tingkatan sistem mencakup definisi arsitektur produk dan uraian produk menjadi subsistem-subsistem serta komponenkomponen. 4. Perancangan Detail : Fase perancangan detail mencakup spesifikasi lengkap dari bentuk material dan toleransi-toleransi dari seluruh komponen unik pada produk dan identifikasi seluruh komponen standar yang dibeli dari pemasok. 5. Pengujian dan Perbaikan : Fase pengujian dan perbaikan melibatkan konstruksi dan evaluasi dari bermacam-macam versi produksi awal produk. 6. Produksi awal : Pada fase produksi awal, produk dibuat dengan menggunakan sistem produksi yang sesungguhnya. 4.4. Quality Function Deployment Quality Function Deployment merupakan proses mengkonversi permintaan konsumen kedalam karakteristik kualitas dan mengembangkan sebuah kualitas desain untuk produk akhir dengan merinci secara sistematis hubungan antara permintaan dan karakteristiknya, dimulai dengan kualitas setiap komponen fungsional dan memperluas perincian kepada kualitas setiap part dan proses.
Korelasi Teknis (Technical Corellation) Respon Teknis (Technical Response)
Customer Need (Atribut)
A
B
C
D
E
F
Planning Matrix Relationship Matrix
Prioritas Target value
Gambar 1. Bentuk Rumah Kualitas (House of Quality)
3
5.
Metodologi Penelitian Mengidentifikasi Latar Belakang Permasalahan
Merumuskan Masalah
Menentukan Tujuan Penelitian
Tahap Awal
Studi Pustaka
Studi Lapangan
- Ergonomi - Antropometri - Biomekanika - Denyut Jantung & Konsumsi O2 - Nordic Body Map - Perancangan & Pengembangan Produk - QFD - Mekanika & Elemen Mesin
Mengobservasi Langsung Proses yang Terjadi di Lapangan
Pengumpulan Data Kondisi Awal - Biomekanika - Denyut Jantung & Konsumsi O2 - Nordic Body Map - Waktu
Pengembangan Konsep Alat Penanam Mengimplementasikan QFD
Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data
Mengembangkan Alternatif Desain - Antropometri - Kebutuhan Material - Proses Produksi - Biaya Produksi
Menentukan Final Desain
Perancangan Prototype
Tahap Perancangan dan Eksperimen Pelaksanaan Percobaan - Biomekanika - Denyut Jantung & Konsumsi O2 - Nordic Body Map - Waktu
Analisa dan Intepretasi
Tahap Analisa dan Kesimpulan Kesimpulan dan Saran
Gambar 2.Metodologi Penelitian
4
6. Perancangan Produk 6.1. Quality function deployment
Gambar 3. House of Quality
5
6.2. Pengembangan altenatif desain Proses pengembangan dan penentuan desain ini merupakan langkah lanjutan dari proses pengembangan konsep alat penanam benih biji palawija, dimana proses pengembangan desain ini merupakan interpretasi dari hasil Quality Fucntion Deployment. Alternatif 1
Gambar 4. Alternatif 1
Alternatif 2
Gambar 5. Alternatif 2
6.3. Penetuan desain Proses penentuan desain merupakan proses lanjutan dari proses pengembangan desain. Pada tahap ini, dilakukan penilaian antara alat penanam benih biji palawija alternatif 1 dan alternatif 2. Penilaian ini didasarkan pada atribut-atribut yang diinginkan konsumen mengenai sebuah alat penanam benih biji palwija yang nantinya akan dibobotkan dengan ketentuan sebagai berikut :
Keterangan :
rj : Nilai alternatif j untuk atribut i Wj : Bobot untuk alternatif i N : Jumlah kriteria Sj : Total nilai untuk alternatif j
Nilai Nilai Nilai Nilai Nilai
1 2 3 4 5
: Tim pengembang menyatakan sangat buruk : Tim pengembang menyatakan buruk : Tim pengembang menyatakan cukup baik : Tim pengembang menyatakan baik : Tim pengembang menyatakan sangat baik
Adapun hasil penilaian yang diperoleh adalah sebagai berikut :
6
Tabel 1. Penilaian Alternatif Alat Penanam Kriteria
Atribut
Mampu Melubangi Tanah Proses Penanaman Mampu Memasukkan Biji Mampu Menutup Tanah Jarak Tanam Antar Benih Sesuai Ketepatan Kedalaman Lubang Tanam Sesuai Jumlah Biji yang Masuk Sesuai Minimasi Waktu Mengurangi Kelelahan Minimasi Minimasi Biaya Operasional Minimasi Pekerja Mudah Dioperasikan Penggunaan Mudah Dipindahkan Keawetan Ketahanan Alat Mudah Dirawat Mudah Diperbaiki Harga Harga Terjangkau Penampilan Bentuk Alat Total
Beban 11% 5% 10%
Alternatif 1
Alternatif 2
Rating Nilai Beban Rating Nilai Beban 2 0,22 3 0,33 3 0,15 3 0,15 4 0,4 4 0,4
4% 8% 0,70%
3 4 3
0,12 0,32 0,021
4 4 3
0,16 0,32 0,021
15% 1% 12% 0,90%
4 3 4 4
0,6 0,03 0,48 0,036
4 4 4 4
0,6 0,04 0,48 0,036
0,80% 0,60%
4 3
0,032 0,018
5 3
0,04 0,018
3% 7% 2%
3 3 3
0,09 0,21 0,06
3 3 3
0,09 0,21 0,06
13% 6%
3 3
0,39 0,18
4 3
0,52 0,18
100%
3,357
3,655
Berdasarkan hasil perbandingan yang diperoleh dari proses pengembangan desain dan proses penentuan desain maka tim pengembang memutuskan untuk melanjutkan pengembangan alat penanam benih biji palawija alternatif 2 6.4
Kebutuhan material dan biaya produksi Tabel 2. Kebutuhan Material dan Biaya Produksi No 1
2
3
4
5
6 7
Kebutuhan Plat Strip Laser Tebal : 0,3 cm P =1m ; L = 2 cm Plat Strip Laser Tebal : 0,5 cm P =42 cm ; L = 4 cm Plat Strip Laser Tebal : 0,2 cm P =1,5 m ; L = 1 m Plat Strip Laser Tebal : 0,4 cm P = 50 cm ; L = 50 cm Plat Strip Laser Tebal : 0,1 cm P =1,5 m ; L = 80 cm Besi Betonezer d = 0,5 cm ; P = 3 m Pipa Besi Galvanis
Harga (Rp)
Unit Total (Rp)
5000
1
5000
6000
2
12000
45000
2
90000
30000
1
30000
25000
1
25000
5000
1
5000
10000
1
10000
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
6.5
d = 2,6 cm ; P = 2,5 m Pipa Besi Galvanis 6000 1 6000 d = 3 cm ; P = 0,5 m Pipa Besi Galvanis 4000 1 4000 d = 2,4 cm ; P = 40 cm Besi Siku 7500 2 15000 Tebal = 0,3 cm ; P = 1 m 12500 1 12500 Paralon (d = 33,5 cm) 8000 1 8000 Paralon (d = 21,6 cm) 10000 1 10000 Lacker & Rumah Lacker Plat Plastik 3000 2 6000 Tebal = 1 cm ; d =21 cm 4000 2 8000 Karet sandal Pipa Korek Besi 7500 1 7500 P = 1 m ; L = 2 cm ; T = 2 cm Karet Maket 5000 1 5000 P = 60 cm ; L = 30 cm 500 5 2500 Per 100 5 5000 Amplas 25000 25000 Kuas + Cat + Thiner 3000 3000 Mur + Baut 25000/hari (2 orang) 6 Hari 300000 Ongkos Tukang 594500 Total
Komponen Produk
Proses produksi alat penanam benih biji palawija ini dibagi kedalam beberapa komponen penyusun, adapun komponen penyusun tersebut dapat dilihat pada Bom Tree berikut :
Alat Penanam Benih Biji Palawija
Roda Dinamis
Roda Statis
Garpu
Garu Perata
Handle
Gambar 6. Bom Tree Alat Penanam Benih Biji Palawija
8
7.
Perbandingan Kondisi Ergonomi
Data eksperimen aspek ergonomi merupakan pengumpulan data-data yang akan dijadikan parameter pengukuran secara ergonomi. Pengumpulan data ini dilakukan terhadap 10 orang petani yang bekerja pada kondisi sebelum ada alat dan sesudah ada alat. Kesepuluh orang petani ini bekerja pada lahan seluas 8 x 6 meter, adapun hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 3. Perbandingan Parameter Ergonomis
Kebutuhan Energi (Kcal/menit) Nordic Body Map Waktu Aktual (Menit) Biomekanika (Nm)
8.
Sebelum Ada Alat Bantu 5,76 3,6 89,5 373,37
Sesudah Ada Alat Bantu 5,13 2,2 13,2 14,7
Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu : 1. Dalam melakukan proses penanaman benih biji palawija, para petani masih menggunakan cara manual yang tidak ergonomis. Hal ini dirasa kurang efektif dan efisien karena membutuhkan waktu yang lama, membutuhkan banyak tenaga kerja dan biaya serta menimbulkan kelelahan yang berlebih. 2. Dalam kaitannya dengan perancangan alat penanam benih palawija reponden menghendaki alat yang mampu meminimasi waktu penggarapan, berharga murah dan mampu meminimasi biaya operasional, Dll. 3. Alat bantu yang berhasil dirancang telah terbukti mampu menghadirkan kondisi kerja yang lebih ergonomis dibandingkan kondisi sebelum ada alat bantu. 4. Masih diperlukan adanya beberapa penyesuaian berkaitan dengan alat yang telah dirancang agar nantinya dapat berfungsi semakin baik 5. Masih diperlukan adanya beberapa penyesuaian berkaitan dengan alat yang telah dirancang agar nantinya dapat berfungsi semakin baik
9.
Saran 1. 2. 3.
10.
Diharapkan penelitian berikutnya dapat membahas mengenai tindak lanjut dari penelitian yang telah dilakukan. Tindak lanjut tersebut dapat berupa pengkajian dari aspek yang lain. Perlu dilakukan penekanan biaya produksi agar biaya yang diperlukan untuk membuat alat ini dapat semakin rendah. Perlu dilakukan evaluasi teknik pembibitan yang sesuai dalam kaitannya dengan cara pengoperasian alat.
Daftar Pustaka
Day, Ronald. G. (1993). Quality Function Deployment. ASQC Quality Prees, Milwaukee-Wisconsin Das, M. Braja (1985). Mekanika Tanah. Penerbit erlangga, Jakarta Deutsman, D. Aaron and Michels, J. Walter (1975). Machine Design. Macmillan Publishing Co. Inc, New York. Efrina, Nita. (2005). Perancangan Alat Bantu Transportasi Barang untuk Meningkatkan Efisiensi dan Pengurangan Biaya Pada Proses Bongkar Muat Barang (Studi Kasus di Toko Sido Muncul Surabaya). Tugas Akhir. Teknik Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Jae Kim, Kwang. (2002). Recents Advances in Quality Function Deployment. < URL:http://www.Kayak.Postech.ac.kr >
9
Kleinschmidth, J. K, R. G. Cooper, S.J. Edget. (2001). Portofolio Management for New Product Development : Result of an Industry Practices Study. R&D Management, vol 31, no. 4, 2001 Najiati, Sri & Danarti. (1998). Pemanfaatan Lahan Tidur Untuk Tanaman Pangan. Penebar Swadaya, Jakarta Nurmianto, Eko. (1998). Ergonomi, Konsep Dasar dan Aplikasinya. Penerbit Gunawidya, Jakarta Sanders, M.S. & McCormick, E.J. (1982). Human Factors In Engineering and Design, 5th edt. USA: McGrawHill Book Company Sastrowinoto, Suyatno. (1985). Meningkatkan Produktivitas Dengan Ergonomi. Pustaka Binaman Presindo, Jakarta Soedjono. Dkk. (1996). Alat Pengolahan Pertanian.CV. Redijaya, Semarang Sudiajeng, L, Tarawaka dan Solichul H. A. Bakri (2004). Ergonomi untuk Keselamatan, Kesehatan Kerja dan Produktivitas. Uniba Press, Surakarta Ulrich,K.T. and Eppinger, S.D (2000). Product Design and Development. McGraw-Hill, Inc., New York Wignjosoebroto, Sritomo. (1997). Analisis Ergonomi Dalam Proses Perancangan Produk. . Proceeding Seminar Nasional Ergonomi. 6-7 Januari, Aula Barat ITB, Bandung Wignjosoebroto, Sritomo. (2000). Ergonomi, Study Gerak dan Waktu. Edisi pertama. Gunawidya, Jakarta Wignjosoebroto, Sritomo. (2000). Evaluasi Ergonomis Dalam Proses Perancangan Produk. Proceeding Seminar Nasional Ergonomi. 6-7 September, Surabaya. Diedit oleh Sritomo Wignjosoebroto & Stefanus Eko Wiratno
10
