3/29/2013

1

PERANCANGAN ALSIN YANG ERGONOMIS Rini Yulianingsih

Bagaimanakah perancangan yang baik?

• Aktivitas yang dilakukan oleh perancang adalah untuk

menciptakan alat/mesin/sturktur/proses yang memenuhi

kebutuhan:

• Penyelesaian masalah

• Optimasi

• Penurunan biaya

• Analisis sistem

3/29/2013

2

Optimal Design Design Mismatch

Worker Health & Safety

Quality

Productivity

Hassle

Discomfort

Pain Injury

Disabillity

THE DAILY WORKING LIFE OF THE BREAD MAKERS.

3/29/2013

3

Langkah-langkah desain

Indentify customer

requirements

Define functions of

the device

State design

requirements

Define evaluation

criteria

Propose several

alternative design

concepts

Evaluate each

proposed alternative

Rate each

alternative against

each evaluation

criteria

Complete detailed

design of the

selected concept

Define

Specifications

Create Design

Concepts Decision Making

Detailed Design

Select the optimum

design concept

CONTOH: Fungsi, kebutuhan desain dan kriteria evaluasi

Tugas anda:mendesain speed reducer transmisi daya untuk traktor kecil. Mesin bekerja pada putaran tinggi sementara penggerak roda berputar pada putaran rendah.

Langkah I: buat daftar fungsi speed reducer. Jawaban yang mungkin:

• Untuk menerima daya dari mesin traktor melalui poros yang berputar

• Untuk mentransmisikan daya melalui elemen mesin yang menurunkan kecepatan putar ke nilai yang diinginkan.

• Untuk mengirimkan daya pada kecepatan lebih rendah ke poros output yang menggerakkan roda traktor.

3/29/2013

4

Langkah II: membuat requirement design (Sumber: pengalaman, konsultasi dengan desainer lain, konsumen, dll)

Contoh requirement design:

1. Reducer harus mentransmisikan daya 15.0 HP.

2. Input dari mesin diesel dengan putaran 2000 rpm.

3. Output mengirimkan daya pada kecepatan putaran antara 290 sampai 295 rpm.

4. Efisiensi mekanis yang diinginkan lebih besar dari 95 %.

5. Kapasitas torsi output minimum 3050 lb- in.

6. Output reducer dihubungkan dengan poros penggerak roda traktor. Moderate shock diperhitungkan.

7. Poros input dan output harus berjajar.

8. Reducer dikunci pada frame baja rigid traktor.

9. Diinginkan ukuran yang kecil. Reducer harus didesain dengan ukuran tidak lebih besar dari 20 in X 20 in, dengan ketinggian maksimum 24 in.

10.Tractor diharapkan beroperasi selama 8 jam per hari, 5 hari per minggu dengan usia pakai 10 tahun.

3/29/2013

5

11.Reducer harus dilindungi dari cuaca dan arus dapat

beroperasi pada suhu lingkungan 0 to 130°F.

12.Flexible couplings akan digunakan pada poros input dan

output untuk mencegah beban aksial dan bending dari

yang ditransmisikan ke reducer.

13.Aman: tidak ada peluang anggota badan masuk dalam

speed reducer.

Kriteria Evaluasi

• Kriteria evaluasi arus dikembangkan oleh semua anggota tim.

• Seringkali berat dimasukkan dalam kriteria

• Safety harus selalu menjadi kriteria

• Konsep desain yang berbeda mungkin memiliki tingkat

keamanan yang bervariasi dalam rangka untuk mendapatkan

kebutuhan keamanan sebagaimana sudah dinyatakan dalam

kebutuhan desain.

• Desainer dan teknisi merupakan pihak yang bertanggung

jawab jika seseorang terluka karena kesalahan desain.

3/29/2013

6

Bagaimanakah Desain yang Ergonomis ?

Ergonomi berasal dari bahasa Latin ERGON (kerja) dan NOMOS (peraturan,hukum alam)

Istilah lainnya:

• Biomechanics

• Human factor

• Engineering psychology

• Bioteknologie (Skandinavia)

• Arbeit Swissenchaft (Jerman)

Bidang ilmu yang berkaitan - Fisiologi - Anatomi

- Psikologi

- Teknik

- Manajemen

- Desain/perancangan

3/29/2013

7

Kelakuan

Kemampuan

Keterbatasan

Karakteristik lain

Alat

Mesin Sistem Tugas

Pekerjaan

Lingkungan

Efektif

Efisien

Aman

Nyaman

Informasi dari

MANUSIA Sistem Kerja

merancang tujuan

ERGONOMI: Suatu cabang ilmu yang sistematis untuk

memanfaatkan informasi-informasi mengenai kelakuan,

kemampuan, keterbatasan, dan karakteristik lain pada

manusia untuk merancang suatu sistem kerja (alat, mesin,

tugas, pekerjaan, dan lingkungan), sehingga manusia dapat

hidup dan bekerja pada sistem tersebut dengan baik; yaitu

untuk mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerjaan itu

dengan efektif, efisien, aman dan nyaman

3/29/2013

8

ANTROPOMETRI

Antropometri: suatu kumpulan data numerik yang berhubungan dengan karakteristik fisik tubuh manusia,ukuran,bentuk dan kekuatan serta penerapan dari data tersebut untuk pengelolaan penanganan masalah desain (Stevenson, 1989 dan Nurmianto, 1991)

Antropometri: studi tentang ukuran tubuh dan karakteristik fisik tubuh manusia seperti berat, volume, pusat gravitasi, sifat bagian tubuh dan kekuatan dari macam-macam otot (Tayyari dan Smith, 1997)

Faktor yang membedakan data antropometri

• Keacakan

• Jenis Kelamin

• Suku bangsa

• Usia

• Jenis pekerjaan

• Pakaian

• Kehamilan

• Cacat tubuh fisik

18

3/29/2013

9

Hal2 yang harus dipertimbangkan

1. Tipe dan cara pengukuran

- Pengukuran struktur tubuh (dimensi statis)

- Pengukuran fungsional tubuh (dimensi dinamis)

2. Tipe Data

Pada umumnya digunakan 90% dari populasi dengan mengabaikan

dimensi ekstrim bawah dan ekstrim atas dengan pertimbangan

tertentu.

Penerapan data antropometri akan dapat dilakukan bila tersedia nilai

rerata (mean) dan SD (standar deviasi) dari suatu distribusi normal.

20

Persentil ialah nilai yang menyatakan bahwa persentase

tertentu dari sekelompok orang yang dimensinya sama

dengan atau lebih rendah dari nilai tersebut.

Jika diinginkan dimensi untuk mengakomodasi 95%

populasi maka dipakai 2.5 dan 97.5 persentil sebagai

rentang.

Dalam antropometri, 95 persentil menunjukkan tubuh

berukuran besar dan 5 persentil menunjukkan tubuh

berukuran kecil

3/29/2013

10

Distribusi normal dan perhitungan persentil

Persentil Perhitungan

1

2.5

5

10

50

90

95

97.5

99

X – 2.325 x

X – 1.960 x

X – 1.645 x

X – 1.280 x

X

X + 1.280 x

X + 1.645 x

X + 1.960 x

X + 2.325 x

23

1. Tinggi badan pekerja pria terdistribusi normal dengan

rerata x adalah 1700 mm dan SD adalah 55 mm. Berapa

tinggi 95 persentil dari para pekerja tersebut ?

Dari rumus , untuk 95 persentil adalah :

= x + 1.645 SD

= 1700 + 1.645 (55)

= 1790 mm

CONTOH SOAL

3/29/2013

11

DATA ANTROPOMETRI STATIS

Posisi Berdiri dan Duduk

No DIMENSI TUBUH No DIMENSI TUBUH

1 Tinggi tubuh posisi berdiri tgk 14 Tinggi lipat lutut

2 Tinggi mata 15 Lebar bahu

3 Tinggi bahu 16 Lebar panggul

4 Tinggi siku 17 Tebal dada

5 Tinggi genggaman tangan

saat relax ke bawah

18 Tebal perut

6 Tinggi badan pd posisi duduk 19 Jarak dari siku ke ujung jari

7 Tinggi mata pd posisi duduk 20 Lebar kepala

8 Tinggi bahu pd posisi duduk 21 Panjang tangan

9 Tinggi siku pd posisi duduk 22 Lebar tangan

10 Tebal paha 23 Jrk bentang dr ujung jari tangan kanan ke

kiri

11 Jarak dari pantat ke lutut 24 Tinggi pegangan tangan pd posisi tangan

vertikal ke atas dan berdiri tegak

12 Jarak dari lipat lutut ke pantat 25 Tinggi pegangan tangan pd posisi tangan

vertikal ke atas dan duduk

13 Tinggi lutut 26 Jarak genggaman tangan ke punggung

pada posisi tangan ke depan

3/29/2013

12

Antropometri kepala No DIMENSI TUBUH

1 Panjang kepala

2 Lebar kepala

3 Diameter maksimum dari dagu

4 Dagu ke puncak kepala

5 Telinga ke puncak kepala

6 Telinga ke belakang kepala

7 Antara dua telinga

8 Mata ke puncak kepala

9 Mata ke belakang kepala

10 Antara dua pupil mata

11 Hidung ke puncak kepala

12 Hidung ke belakang kepala

13 Mulut ke puncak kepala

14 Lebar mulut

Antropometri tangan 1. Panjang tangan

2. Panjang telapak

tangan

3. Panjang ibu jari

4. Panjang jari telunjuk

5. Panjang jari tengah

6. Panjang jari manis

7. Panjang jari kelingking

8. Lebar ibu jari

9. Tebal ibu jari

10.Lebar jari telunjuk

11.Tebal jari elunjuk

12.Lebar telapak tangan

13.Lebar telapak tangan

sampai ibu jari

14.Lebar telapak tangan

minimum

15.Tebal telapak tangan

16.Tebal telapak tangan

sampai ibu jari

17.Diameter genggam

maksimum

18.Lebar maksimum (ibu

jari ke jari lain)

19.Lebar fungsional

maksimum (ibu jari ke

jari lain)

20.Segi empat minimum

yang dapat dilewati

telapak tangan

3/29/2013

13

4. Antropometri kaki No DIMENSI TUBUH

1 Panjang telapak kaki

2 Panjang telapak lengan kaki

3 Panjang kaki sampai jari

kelingking

4 Lebar kaki

5 Lebar tangkai kaki

6 Tinggi mata kaki

7 Tinggi bagian tengah telapak

kaki

8 Jarak horizontal tangkai mata

kaki

DATA ANTROPOMETRI DINAMIS

Data antropometri dinamis adalah data antropometri yang

diukur dari tubuh manusia dalam kondisi bergerak.

Ditentukan untuk tujuan yang khusus.

Contoh:

• Tinggi badan pada posisi berlutut

• Panjang kaki berlutut

• Tinggi badan menyangga

• Panjang badan menyangga

3/29/2013

14

32

CONTOH PENERAPAN ANTROPOMETRI DALAM

PERANCANGAN

1. TINGGI PINTU

Tentukan tinggi pintu untuk 99 persentil pekerja yang memiliki

rerata 1730 mm dan standar deviasi 70

Faktor koreksi; tebal sepatu = 60 mm

tinggi topi = 50 mm

kelonggaran dinamis = 50 mm

99% X + 2.325 SD

= 1730 + (2.325 * 65)

= 1881 mm

Faktor koreksi = 60 + 50 + 50 = 160 mm

Sehingga total tinggi pintu :

TP = 1881 + 60 + 50 + 50

TP = 2041 mm

NB: Tinggi pintu Standar British: 2040 mm

3/29/2013

15

TINGGI TEMPAT DUDUK

Untuk kursi kantor, diharapkan telapak kaki berada pada

permukaan lantai dan pada saat duduk tidak ada tekanan pada

bagian bawah paha.

Berapa rentang dimensi tempat duduk yang adjustable dan

dapat dipakai oleh pria dan wanita?

(Tinggi lipat lutut 95 % pria 490 mm, 5 % wanita 325 mm)

3/29/2013

16

3/29/2013

17