Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Pria...
Transcript of Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Pria...
Seminar Nasional Sistem Produksi – IX 4-5 November 2009, Yogyakarta, Indonesia
X-14
Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Pria
dengan Metode Posture Evaluation Index (PEI)
dalam Virtual Environment
Boy Nurtjahyo Moch1
Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok
Email: [email protected]
Erlinda Muslim2, Zulkarnain3
Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok
Email: [email protected], [email protected]
Abstrak. Penelitian ini mengkaji aspek ergonomis dari sepeda UI dalam virtual environment. Analisis dilakukan dengan menggunakan software Jack 6.0. Metode evaluasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Posture Evaluation Index (PEI) yang mengintegrasikan hasil analisis dari tiga buah metode: Lower Back Analysis (LBA), Ovako Working Posture Analysis (OWAS), dan Rapid Upper Limb Assessment (RULA). Tujuannya adalah mengevaluasi desain aktual sepeda UI dan mencari konfigurasi redesain paling ergonomis ditinjau dari tinggi stang dan tinggi sadel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain sepeda UI yang paling ergonomis adalah desain yang memiliki tinggi stang terbesar dan tinggi sadel terkecil karena memiliki nilai PEI terendah yaitu sebesar 1,799. Keywords: Ergonomi, Virtual Environment, Posture Evaluation Index, LBA, OWAS, RULA
1. PENDAHULUAN Sepeda merupakan salah satu alternatif alat
transportasi yang hemat energi. Hal ini disebabkan karena sepeda termasuk moda transportasi yang tidak bermotor (non-motorized transporTask Analysis Toolkitsion atau NMT) sehingga tidak membutuhkan bahan bakar minyak (BBM).
Penggunaan sepeda sebagai alternatif moda
transportasi dapat membantu mengurangi polusi udara yang terjadi akibat proses pembakaran bahan bakar minyak (BBM). Lebih lanjut, penggunaan sepeda akan turut mengurangi konsentrasi gas CO2 di atmosfir yang berpotensi meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca dan menyebabkan terjadinya pemanasan global (global warming).
Pemanasan global (global warming) saat ini menjadi
topik hangat di seluruh dunia. Hal ini disebabkan karena
pemanasan global memberikan dampak yang sangat berbahaya bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Dampak tersebut di antaranya adalah kenaikan permukaan air laut yang akan sangat mempengaruhi ekosistem pantai, ketidakstabilan iklim yang menyebabkan peningkatan curah hujan, dan pergeseran ekosistem yang berdampak pada penyebaran berbagai penyakit melalui air (waterborne diseases) atau vektor (vector-borne diseases).
Universitas Indonesia, sebagai lembaga yang inovatif,
terstruktur dan terorganisir senantiasa berkomitmen untuk mencari solusi-solusi atas tantangan dan permasalahan global, termasuk di dalamnya masalah pemanasan global (global warming). Dengan maksud itulah, Universitas Indonesia melakukan penataan jalur hijau di dalam lingkungan kampus untuk menjadikan kampus UI sebagai kampus hijau yang berwawasan lingkungan atau green campus. Salah satu upaya yang dilakukan untuk mewujudkan green campus UI adalah melalui kebijakan
pedi pebeud
unkhpameintdilcosekunfre
bedemeter 2.
lansetteroblinsep
meendasebdedilpemeselanda
3. dil1.
enetapan sepeddalam kampus
enggunaan kenerkurang sehingdara dan bahaya
Selain mel
ntuk mendukunhusus sepeda anjang total enghubungkanterconnected alengkapi deng
ontain (pengisikaligus. Fasilit
nit dan dapat diee of charge ata
Namun, pen
elum didasari engan ergonelatarbelakangrhadap sepeda
METODOL
Untuk melangkah yang hatelah persiaparhadap objek-objek utama bentasan yang apeda.
Langkah y
emodelkan onvironment dalan memposisikbenarnya. Sete
engan animasi ylakukan terhad
engendara menencari nilai PEluruh animasi
nalisis dan evaari penelitian in
HASIL DA
Proses peranlakukan dalam
Membuat lyang terdiri
a dan bis kunins. Dengan adan
ndaraan pribadigga dapat mena dari pemanas
akukan penamng kebijakan te
di dalam kasekitar 20
n pusat-pusat atau saling tegan stasiun, ian air minumtas sepeda yanigunakan oleh au gratis.
nyediaan fasilidengan penel
nomi. Hal i perlunya uUI.
LOGI PENEL
akukan penilitarus dilakukanan riset adalobjek yang aderupa sepeda ada, serta ant
yang dilakubjek-objek te
lam software jkannya sesuaielah aktivitas yang terdapat ddap dampak daggunakan Jack
EI dari tiap kondengan setiap
aluasi dilakukani.
AN PEMBAH
ncangan modm beberapa taha
ingkungan viri atas model
ng sebagai monya kebijakan i di dalam kamngurangi tingksan global (glo
mbahan jumlaersebut, UI meampus UI De
km, jalur kegiatan d
erhubung. Jalpos, tempat
m) dan banyag disediakan bmahasiswa UI
itas sepeda olelitian ilmiah y
inilah yanuntuk dilakuk
LITIAN
tian ini, terdn. Hal yg pertalah melakukanda di dunia nUI itu sendir
tropometri da
ukan berikuersebut ke dack serta memi dengan posmengendarai
dalam softwareari aktivitas terk Task Analysisnfigurasi desai
p konfigurasi dan untuk ditar
HASAN
del dengan sapan, yaitu: rtual (virtual sepeda dan m
oda transportasiini diharapkan
mpus UI dapatkat pencemaranobal warming).
ah bis kuningembangun jalurepok. Dengan
sepeda inidi UI secaraur sepeda UIparkir, water
ak unit sepedaberjumlah 1000
dengan sistem
eh UI tersebutyang berkaitanng kemudiankan penelitian
dapat langkah-ama dilakukann pengukurannyata meliputiri, kemiringan
ari pengendara
utnya adalahdalam virtual
mbuat manekinstur yang adasepeda dibuat
e jack. Analisisrsebut terhadaps Toolkits sertain sepeda. Daridesain tersebutrik kesimpulan
software Jack
environment)model lintasan
i n t n
, r n i a I r a 0
m
t n n n
-n n i n a
h l n a t s p a i , n
k
) n
seUsoselaba
No.
1 G2 R3 R4 R5 R6 G7 G8 T9 R10 R11 B12 S13 B14 B
G
2. Mhudi
3. Mdepem
4. Mmse
5. M
Se4-5 No
esuai dengan Untuk model oftware SolidWepeda UI yanangsung. Seperawah ini.
Tabel 1:
Nama
Garpu depan (forkRangka tegak depRangka utama ataRangka utama tenRangka utama bawGarpu belakang hGarpu belakang dTuas pedal (crankRoda gigi depan (cRoda gigi belakanBan depan/ ban bStang (handlebarsBatang stangBatang sadel (sea
Gambar 1: Pemb
Membuat moduman) berdaikumpulkan.
Menyesuaikan pengan aktivitembuatan mo
model manusia t
Membuat sistemmerepresentasikebenarnya
Memberikan gay
eminar Nasioovember 200
konfigurasi msepeda dibuatWorks berdang diperoleh rti terlihat pada
Data Spesifika
Komponen
k )an (head tube )s (top tube )ngah (seat tube )wah (down tube )orizontal (chain siagonal (seat stayk )chainwheel )g (freewheel )elakang (tyres )s )
t post )
buatan Model S
el manusia vasarkan data
postur model mtas mengenddel manusia terlihat pada ga
m animasi (akan aktivita
ya (force) pada
onal Sistem P9, Yogyakarta
model desain st dengan mensarkan data dari hasil p
a tabel 1 dan g
asi Sepeda UI
Panjang41125038
) 61stay ) 44y ) 44
13‐‐‐58
16‐265‐21
Ukur
Sepeda (virtua
virtual/manekia antropome
manusia (manearai sepeda. dan peyesuai
ambar 2.
animation sysas berseped
a kaki dan bahu
roduksi – IXa, Indonesia
X-15
sepeda UI. nggunakan spesifikasi
pengukuran ambar 1 di
Diameter3.033.033.983.034.612.392.39‐15
5.73 ‐ 11.45312.392.392.39
an (cm)
al bike)
in (virtual etri yang
kin) sesuai Tahapan
ian postur
tem) yang da yang
u.
G
6.
mebevahada
Gaya merepresentdilakukan osecara meragaya ini persamaan:
Fp = (F dimana
sepeda x peRrb = jari-belakang, da
Semenmerepresentpengendara sebesar 4 kgbahu pengen
Gambar 2: Pem
Menjalankanmanusia (mAnalysis Too Tahapan a
enentukan koerdasarkan penariabel tinggi stasil konfigurasapat dilihat pad
yang tasikan gaoleh pengendata pada kedua
dapat dihitu
Frb x Rgd x Rrb
Frb = Fsepeercepatan seped-jari roda belan Ltp = panjan
ntara itu, gayatasikan beban
di punggungng dan terdistrindara.
mbuatan ModelPostur Mode
n simulasi danmanekin) denga
olkits.
awal pada onfigurasi m
nambahan sebetang dan tinggisi model desada tabel 2 di baw
diberikan aya kayuh dara. Gaya ina kaki pengendung dengan
b) / (Rgb x Ltp)
eda + fs, Fsepda, Rgd = jari-lakang, Rgb ng tuas pedal
a yang diberikn tas yang nya. Beban inibusi secara m
l Manusia dan el Manusia
n menganalisis an menggunak
pengolahan model desain esar 5 cm dani sadel sepeda ain sepeda UIwah ini.
pada kakisepeda yang
ni terdistribusidara. Besarnyamenggunakan
) (1)
peda = massa-jari gir depan= jari-jari gir
kan pada bahudibawa oleh
ni diasumsikanmerata di kedua
Penyesuaian
kinerja modelkan Jack Task
data adalahsepeda UI
n 10 cm padaUI. Terdapat 9I seperti yang
i g i a n
a , r
u h n a
l k
h I a 9 g
Jadalam lower analys(RULAbersep90% digunaoleh tNIOSHmenilatulangposturkemunmuskumengalengan
M
akan manusyang dmenghyang d
de
mr = a
MeProf. MarzaTujuanmelaku
Se4-5 No
Tabel 2: Konf
ack Task Anapenelitian ini back analysis
sis system (OWA). SSP digunpeda yang dibdari total po
akan untuk metulang belakanH, yaitu 3400 ai kemungkina belakang. O
r tubuh pengenngkinan risiko uloskeletal. Seanalisis anggotn, pergelangan
Masing-masing memberikan
sia (manekin) diberikan. Hashitung nilai PEdibuat dengan m
PEI = I
engan: I1 = LBamplification fa
etode PEI dik, Giuseppe
ano, Ing. dari Un dari pengukan optimalis
eminar Nasioovember 200
figurasi Model
alysis Toolkitsadalah static ss tool (LBA),
WAS), dan rapinakan untuk m
berikan dapat opulasi pengeenganalisis gayng dan diband
N. LBA jugaan cidera yan
OWAS digunakndara secara kyang menyeba
ementara itu, Rta tubuh bagiatangan, batang
Jack Task Anpenilaian te
dalam melakusil ini kemudiaEI dari setiap kmenggunakan
I1 + I2 + I3 . mr
BA/3400 N, I2 =factor = 1,42
kembangkan oDi Gironimo
University of Naggunaan metosasi terhadap b
onal Sistem P9, Yogyakarta
Desain Sepeda
s yang akan trength predicovako workin
id upper limb amenilai apakahdilakukan ole
endara yang ya kompresi yadingkan dengaa dapat digunag mungkin tekan untuk mekeseluruhan daabkan cidera pRULA digunaan atas yang tg tubuh, dan leh
nalysis Toolkierhadap kinerukan aktivitas an akan digunakonfigurasi mopersamaan ber
r (2)
= OWAS/4, I3 =
oleh Francesco, Ph.D, dan
Naples Fredericode ini adalberbagai konfig
roduksi – IXa, Indonesia
X-16
a UI
digunakan tion (SSP), ng posture assessment h aktivitas h minimal ada. LBA
ang dialami an standar akan untuk erjadi pada enganalisis an menilai
pada sistem akan untuk terdiri dari her.
its tersebut rja model bersepeda
akan untuk odel desain rikut:
= RULA/7,
co Caputo, Adelaide
co II, Italia. lah untuk gurasi fitur
geundismeanda
TaAdmeLoPoAs
dadil
Ku
eometri pada sentuk mengevsimulasikan denggunakan so
ngka indeks yaan kesehatan da
Metode ini
ask Analysis Todapun modul etode ini antaow Back Composture Analysssesment (RUL
Rekapitulasi
an perhitunganlihat pada tabe
Tabel 3: Rek
Gamb
123456789
SSP >90%
Konfigurasi
YA
ebuah stasiun valuasi postudalam virtuaoftware Jack, sang merepresenalam pekerjaan
digunakan deoolkits yang te
analisis yanara lain Static pression Analysis (OWAS) LA).
hasil analisis n nilai PEI untl 3 dan gambar
kapitulasi HasilToolk
bar 3: Rekapitu
Menanjak M960964
1018915933963809926956
Nilai L
kerja. Metodeur kerja mal environmensehingga mengntasikan tingkan tersebut.
engan memanferdapat dalam ng dipertimba
Strength Preysis (LBA), O
dan Rapid
Jack Task Antuk setiap konr 3.
l Analisis Jackkits
ulasi Nilai PEI
Mendatar106811241132100210931113969
10151020
OLBA
ini digunakanmanusia yang
nt khususnyaghasilkan suatuat kenyamanan
faatkan fungsisoftware Jack
angkan dalamediction (SSP)Ovako Working
Upper Limb
nalysis Toolkitsnfigurasi dapat
k Task Analysis
455446444
RULAOWAS
3
n g a u n
i .
m , g b
s t
s
Dmempaktivitsetiap dilakuNamunkonfigpada dOWASposturuntuk konfig
G
oleh mDari gkonfigcenderstang. desainmengasadel.
Se
nilai P6 dengcm. Aini ada2,294 menundesaindiguna
Se
desain22 cmyang pada llintasakarenadengansehingtulangrelatif
D
sepedaberadapenggupenggudesainyang p
A
Se4-5 No
ari tabel 3 daunyai nilai Stas bersepeda konfigurasi m
ukan oleh lebihn, nilai LBA
gurasi mempundesain sepeda S untuk selurr tubuh pengen
setiap konfgurasi desain ya
Gambar 3 menmasing-masinggambar 3 tersebgurasi model drung menurun
Sementara itun dengan tinalami kenaikan
elain itu, dari PEI yang palinggan tinggi stan
Adapun nilai PEalah 2,250 pada
pada penggunjukkan bahwn sepeda UI akan oleh peng
ementara itu, nn konfigurasi 7m dan tinggi sa
dihasilkan adalintasan menanan mendatar. Na postur tubun menggunaka
gga risiko cider belakang dan
f lebih besar.
esain konfigura UI yang adaa di antara dua unaan pada lunaan pada lin
n sepeda UI yanpaling ergono
eminar Nasioovember 200
apat dilihat bSP di atas 90yang dilakuka
model desain sh dari 90% po
A dan RULAnyai nilai yanyang digunak
ruh konfigurandara saat ber
figurasi dan ang digunakan
nunjukkan nilag konfigurasi mbut dapat dilihdesain dengan n seiring dengu, nilai PEI unggi stang yn seiring deng
gambar 3 jugg besar dimilikg yaitu 17 cm EI yang dihasa penggunaan unaan di linta
wa desain koyang paling
gendara pria.
nilai PEI yang p7 dengan tinggadel minimumalah sebesar 1njak dan 1,846Nilai PEI yan
uh pengendaraan desain konfira yang mungkn sistem mus
rasi 1 yang ma saat ini memtitik ekstrim telintasan menantasan mendatang ada saat ini mis, sehingga
onal Sistem P9, Yogyakarta
ahwa setiap k0% yang beraan dengan mensepeda UI tersopulasi pengen
A untuk masing fluktuatif kan. Sementaraasi adalah samrsepeda cendetidak tergant
n.
ai PEI yang model desain sat bahwa nilai tinggi sadel y
gan pertambahuntuk konfiguryang sama gan bertambah
a dapat diketaki oleh desain kdan tinggi sadilkan pada kondi lintasan menasan mendatarnfigurasi 6 mtidak ergonom
paling kecil dimgi stang maksim
m yaitu 11 cm.1,799 untuk p6 untuk penggung kecil ini da pada saat gurasi 7 cendekin ditimbulkaskuloskeletal p
merupakan desmpunyai nilai ersebut yaitu 1anjak dan 1,8ar. Hal ini berbukan merupa
a masih dapat
roduksi – IXa, Indonesia
X-17
konfigurasi arti bahwa nggunakan
sebut dapat ndara pria. ing-masing tergantung a itu, nilai ma karena erung tetap tung pada
didapatkan sepeda UI. PEI untuk
yang sama han tinggi rasi model cenderung
hnya tinggi
ahui bahwa konfigurasi del yaitu 21 nfigurasi 6 nanjak dan r. Hal ini merupakan mis untuk
miliki oleh mum yaitu Nilai PEI enggunaan
unaan pada disebabkan bersepeda
erung tegak an terhadap pengendara
sain aktual PEI yang
,844 untuk 876 untuk rarti bahwa akan desain
dilakukan
Seminar Nasional Sistem Produksi – IX 4-5 November 2009, Yogyakarta, Indonesia
X-18
perbaikan untuk mendapatkan desain yang lebih ergonomis.
4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Desain aktual sepeda UI saat ini memiliki skor LBA
sebesar 960 N untuk lintasan menanjak dan 1068 N untuk lintasan mendatar. Skor LBA yang masih dibawah Compression Action Limit berdasarkan standar NIOSH (3400 N) menunjukkan bahwa desain tersebut masih cukup aman dan memberikan risiko cedera pada tulang belakang yang relatif kecil. Sementara itu, skor OWAS yang diperoleh bernilai 3. Hal ini menunjukkan bahwa postur kritis pengendara yang akan dialami saat ini secara nyata membahayakan sistem muskoloskeletal manusia. Tindakan perbaikan perlu dilakukan sesegera mungkin. Kemudian skor RULA yang diperoleh bernilai 4. Dengan demikian perlu dilakukan investigasi lebih lanjut terhadap kemungkinan risiko cedera yang terjadi. Selain itu, perbaikan mungkin dibutuhkan untuk mengurangi risiko cedera yang terjadi. Nilai PEI untuk desain aktual ini bernilai 1,844 untuk lintasan menanjak dan 1,876 untuk lintasan mendatar. Nilai PEI ini bukan merupakan nilai yang terbaik bila dibandingkan dengan konfigurasi lain, sehingga potensi untuk melakukan perbaikan desain aktual sepeda UI ini masih ada.
2. Konfigurasi desain sepeda UI yang terbaik dari sisi ergonomi untuk pengendara pria adalah konfigurasi ketujuh dengan melakukan perubahan pada tinggi stang dibandingkan kondisi aktualnya. Sepeda UI dengan konfigurasi terbaik tersebut memiliki spesifikasi tinggi stang yang mengalami penambahan 10 cm dibandingkan kondisi aktual menjadi 22 cm serta tinggi sadel yang sama dengan kondisi aktual yaitu sebesar 11 cm. Nilai PEI yang dihasilkan dari sepeda UI konfigurasi tersebut adalah sebesar 1,799 untuk lintasan menanjak serta 1,846 untuk lintasan mendatar di mana nilai PEI tersebut paling rendah dibandingkan konfigurasi desain sepeda UI lainnya baik untuk lintasan menanjak maupun mendatar sehingga menunjukan bahwa desain sepeda tersebut paling ergonomis berdasarkan metode Posture Evaluation Index.
3. Terdapat beberapa faktor utama yang mempengaruhi nilai PEI pada pengendara pria saat mengendarai sepeda UI yaitu posisi tinggi stang, posisi sadel, jarak antara sadel dan stang, serta kondisi lintasan. Terdapat kecenderungan bahwa tinggi stang yang semakin
bertambah akan membuat nilai PEI semakin rendah sedangkan tinggi sadel yang semakin bertambah akan membuat nilai PEI semakin tinggi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa stang yang semakin tinggi akan membuat pengendara merasa lebih nyaman apabila dilihat dari nilai PEI yang diperoleh.
REFERENSI Bridger, R.S. (2003). Introduction to Ergonomics (2nd ed.). New York: Taylor & Francis. Caputo, F., Di Gironimo, G., & Marzano, A. (2006). Ergonomic Optimization of a Manufacturing System Work Cell in a Virtual Environment. Acta Polytechnica Vol. 46 No. 5/2006. Di Gironimo, G., Martorelli, M., Monacelli, & G., Vaudo, G. (2001). Using of Virtual Mock-Up for Ergonomic Design. In: Proceed of The 7th International Conference on “The Role of ExperimenTask Analysis Toolkitsion in the Automotive Product Development Process” – ATA 2001, Florence. Helander, Martin. (2006). A guide to human factors and ergonomics (2nd ed.). London: Taylor & Francis e-Library. Joyodiharjo, B.J. (2007). Desain sepeda alternatif untuk komunitas pekerja kantor yang bersepeda. Bandung: Institut Teknologi Bandung Kalawsky, R. (1993a). The Science of Virtual Reality and Virtual Environments. Gambridge: Addison-Wesley Publishing Company. Kocabiyik, Elif. (2004). Engineering concepts in industrial product design with a case study of bicycle design. January, 2004. İzmir Institute of Technology, Department of Industrial Design. Karwowski, W., &Marras, W.S. (2003). Occupational Ergonomic Principles of Work Design. Boca Raton: CRC Press. Pg 25-1 – 26-12. Keyserling, W. M. (2004). OWAS: An Observational Approach to Posture Analysis. The University of Michigan. Määttä, Timo. (2003). Virtual environmentsin machinery safety analysis. Finlandia: VTT Technical Research Centre of Finland.
Seminar Nasional Sistem Produksi – IX 4-5 November 2009, Yogyakarta, Indonesia
X-19
Mark Sanders. S & Ernest J McCormick (1993), Human Factor in Engineering and Design. Singapore: MCGraw-Hill Inc Pheasant, Stephen. (2003). Bodyspace: anthropometry, ergonomics and the design of work. London: Taylor & Francis e-Library. Stanton, Neville.,Hedge, Allan.,& Brookhuis, Karel. (2004). Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods. Boca Raton: CRC Press Wilson, David Gordon (2004). Bicycle Science (3rd ed.), Massachusetts: The MIT Press Wilson, J.R. (1999). Virtual Environments and Applied Ergonomics.” Applied Ergonomics 30.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Boy Nurtjahyo adalah dosen di Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok. Memperoleh gelar Magister di bidang Industrial Engineering dari Waine State University, USA pada tahun 1988. Area penelitian yang dilakukan meliputi aspek organisasi dalam industri, permodelan sistem dan simulasi, dan human factors (ergonomi). Hasil penelitian sudah dibuat dibeberapa jurnal nasional.