1

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

2

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.

3

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 komponen-

komponen.

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)

Relationship Matrix

Prioritas

Target value

A B DC E F

Cus

tom

er N

eed

(Atr

ibut

)

Planning Matrix

Gambar 1. Bentuk Rumah Kualitas (House of Quality)

4

5. Metodologi Penelitian

Mengidentifikasi Latar

Belakang Permasalahan

Merumuskan

Masalah

Menentukan Tujuan

Penelitian

Studi Pustaka

- Ergonomi

- Antropometri

- Biomekanika

- Denyut Jantung &

Konsumsi O2

- Nordic Body Map

- Perancangan &

Pengembangan Produk

- QFD

- Mekanika & Elemen Mesin

Studi Lapangan

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

Menentukan Final

Desain

Mengembangkan

Alternatif Desain

- Antropometri

- Kebutuhan Material

- Proses Produksi

- Biaya Produksi

Pelaksanaan Percobaan

- Biomekanika

- Denyut Jantung & Konsumsi O2

- Nordic Body Map

- Waktu

Analisa dan Intepretasi

Kesimpulan dan Saran

Tahap Awal

Tahap Pengumpulan

dan Pengolahan Data

Tahap Perancangan

dan Eksperimen

Tahap Analisa

dan Kesimpulan

Perancangan Prototype

Gambar 2.Metodologi Penelitian

5

6. Perancangan Produk 6.1. Quality function deployment

Gambar 3. House of Quality

6

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.

Gambar 4. Alternatif 1 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 1 : Tim pengembang menyatakan sangat buruk

Nilai 2 : Tim pengembang menyatakan buruk

Nilai 3 : Tim pengembang menyatakan cukup baik

Nilai 4 : Tim pengembang menyatakan baik

Nilai 5 : Tim pengembang menyatakan sangat baik

Adapun hasil penilaian yang diperoleh adalah sebagai berikut :

Alternatif 1 Alternatif 2

7

Tabel 1. Penilaian Alternatif Alat Penanam

Kriteria Atribut Beban Alternatif 1 Alternatif 2

Rating Nilai Beban Rating Nilai Beban

Proses Penanaman

Mampu Melubangi Tanah 11% 2 0,22 3 0,33

Mampu Memasukkan Biji 5% 3 0,15 3 0,15

Mampu Menutup Tanah 10% 4 0,4 4 0,4

Ketepatan

Jarak Tanam Antar Benih Sesuai 4% 3 0,12 4 0,16

Kedalaman Lubang Tanam Sesuai 8% 4 0,32 4 0,32

Jumlah Biji yang Masuk Sesuai 0,70% 3 0,021 3 0,021

Minimasi

Minimasi Waktu 15% 4 0,6 4 0,6

Mengurangi Kelelahan 1% 3 0,03 4 0,04

Minimasi Biaya Operasional 12% 4 0,48 4 0,48

Minimasi Pekerja 0,90% 4 0,036 4 0,036

Penggunaan Mudah Dioperasikan 0,80% 4 0,032 5 0,04

Mudah Dipindahkan 0,60% 3 0,018 3 0,018

Ketahanan Alat

Keawetan 3% 3 0,09 3 0,09

Mudah Dirawat 7% 3 0,21 3 0,21

Mudah Diperbaiki 2% 3 0,06 3 0,06

Harga Harga Terjangkau 13% 3 0,39 4 0,52

Penampilan Bentuk Alat 6% 3 0,18 3 0,18

Total 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 Kebutuhan Harga (Rp) Unit Total (Rp)

1

Plat Strip Laser

5000 1 5000 Tebal : 0,3 cm

P =1m ; L = 2 cm

2

Plat Strip Laser

6000 2 12000 Tebal : 0,5 cm

P =42 cm ; L = 4 cm

3

Plat Strip Laser

45000 2 90000 Tebal : 0,2 cm

P =1,5 m ; L = 1 m

4

Plat Strip Laser

30000 1 30000 Tebal : 0,4 cm

P = 50 cm ; L = 50 cm

5

Plat Strip Laser

25000 1 25000 Tebal : 0,1 cm

P =1,5 m ; L = 80 cm

6 Besi Betonezer

5000 1 5000 d = 0,5 cm ; P = 3 m

7 Pipa Besi Galvanis 10000 1 10000

8

d = 2,6 cm ; P = 2,5 m

8 Pipa Besi Galvanis

6000 1 6000 d = 3 cm ; P = 0,5 m

9 Pipa Besi Galvanis

4000 1 4000 d = 2,4 cm ; P = 40 cm

10 Besi Siku

7500 2 15000 Tebal = 0,3 cm ; P = 1 m

11 Paralon (d = 33,5 cm) 12500 1 12500

12 Paralon (d = 21,6 cm) 8000 1 8000

13 Lacker & Rumah Lacker 10000 1 10000

14 Plat Plastik

3000 2 6000 Tebal = 1 cm ; d =21 cm

15 Karet sandal 4000 2 8000

16 Pipa Korek Besi

7500 1 7500 P = 1 m ; L = 2 cm ; T = 2 cm

17 Karet Maket

5000 1 5000 P = 60 cm ; L = 30 cm

18 Per 500 5 2500

19 Amplas 100 5 5000

20 Kuas + Cat + Thiner 25000 25000

21 Mur + Baut 3000 3000

22 Ongkos Tukang 25000/hari (2 orang) 6 Hari 300000

Total 594500

6.5 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

StatisGarpu

Garu

PerataHandle

Gambar 6. Bom Tree Alat Penanam Benih Biji Palawija

9

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

Sebelum Ada

Alat Bantu

Sesudah Ada

Alat Bantu

Kebutuhan Energi (Kcal/menit) 5,76 5,13

Nordic Body Map 3,6 2,2

Waktu Aktual (Menit) 89,5 13,2

Biomekanika (Nm) 373,37 14,7

8. 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. Diharapkan penelitian berikutnya dapat membahas mengenai tindak lanjut dari penelitian yang telah dilakukan. Tindak lanjut tersebut dapat berupa pengkajian dari aspek yang lain.

2. Perlu dilakukan penekanan biaya produksi agar biaya yang diperlukan untuk membuat alat ini dapat semakin rendah.

3. Perlu dilakukan evaluasi teknik pembibitan yang sesuai dalam kaitannya dengan cara pengoperasian alat.

10. 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 >

http://www.kayak.postech.ac.kr/

10

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: McGraw-

Hill 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