PERANCANGAN KERJA MANUAL PERTEMUAN #3taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/...R O S E S...

PERANCANGAN KERJA MANUAL

6623 – TAUFIQUR RACHMAN

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ESA UNGGUL

TKT207 |

ERGONOMI DAN PERANCANGAN SISTEM KERJA

PERTEMUAN #3

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN

• Mampu menjelaskan definisi, ruang lingkup, prinsip-prinsip studi dan ekonomi gerakan dalam kegiatan pekerjaan serta menggunakan gerakan-gerakan dasar dalam perancangan kerja manual.

Materi #3 TKT207 - Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja 6623 - Taufiqur Rachman 2

INDIKATOR PENILAIAN

• Ketepatan dalam menjelaskan definisi, ruang lingkup, prinsip-prinsip studi dan ekonomi gerakan dalam kegiatan pekerjaan serta menggunakan gerakan-gerakan dasar dalam perancangan kerja manual.

MANUSIA SEBAGAI SISTEM MANUSIA – MESIN INPUT – OUTPUT MANUSIA – MESIN

HUBUNGAN MANUAL


INPUT OUTPUT

UMPAN BALIK

PENYIMPANAN INFORMASI PENG-

INDERA- AN

TINDAKAN

PEMROSESAN

MANUSIA SEBAGAI SISTEM MANUSIA – MESIN INPUT – OUTPUT MANUSIA – MESIN

HUBUNGAN SEMI MEKANIS/SEMI OTOMATIS


I

N

P

U

T

M

E

K

A

N

I

S

A

S

I

P

E

N

G

E

N

D

A

L

I

UMPAN BALIK

PENYIMPANAN INFORMASI

PENG- INDERA-

AN TINDAKAN

PEMROSESAN

D

I

S

P

L

A

Y

OUTPUT

P

R

O

S

E

S

MANUSIA SEBAGAI SISTEM MANUSIA – MESIN INPUT – OUTPUT MANUSIA – MESIN HUBUNGAN MEKANIS/OTOMATIS


I

N

P

U

T

MEKANISME PENGENDALI

UMPAN BALIK

PENYIMPANAN INFORMASI

PENG- INDERA-

AN TINDAKAN

PEMROSESAN

DISPLAY

O

U

T

P

U

T

P

R

O

S

E

S

SISTEM MANUSIA

(PEMANTAU)

MOTION ECONOMY …(1/2)

• Motion Study (studi gerakan) • Motion Economy (ekonomi gerakan)

Gilbreth

• Prinsip Motion Economy (Ekonomi Gerakan) pada: • Penggunaan badan/anggota tubuh

manusia. • Tempat kerja berlangsung. • Peralatan kerja yang digunakan.

Barnes (1980)


MOTION ECONOMY …(2/2)

Motion Economy (ekonomi gerakan) telah berkembang menjadi:

PRINCIPLES OF (GUIDELINES FOR) THE DESIGN OF WORK (PRINSIP-PRINSIP PANDUAN UNTUK PERANCANGAN KERJA), yang terdiri dari:

I. Principle Related to Human Body & Guideline for Work Design (Prinsip Terkait Tubuh Manusia & Pedoman Desain Kerja).

II. Principles Related to the Design of Work Station, Tool and Equipment (Prinsip Terkait Desain Stasiun Kerja, Alat dan Perlengkapan).

III. Guidelines for the Design of Work Environment (Pedoman Desain Lingkungan Kerja).

IV. Cognitive Work Design (Desain Kerja Kognitif).


DETAIL PRINSIP #I …(1/4)

I. Principle Related to Human Body & Guideline for Work Design (Prinsip Terkait Tubuh Manusia & Pedoman Desain Kerja).

1. Achieve the Maximum Muscle Strength at the Mid Range of Motion (Mencapai Kekuatan Otot Maksimum pada Rantang Tengah Gerakan).

2. Achieve the Maximum Muscle Strength with Slow Movements (Mencapai Kekuatan Otot Maksimum dengan Gerakan Lambat).

3. Use Momentum to Assist Workers Whereever Possible: Minimize It if It is Counteracted by Muscular Effort (Gunakan Momentum untuk Membantu Pekerja pada setiap Kemungkinan: Minimalkan penggunaan Usaha Otot).



4. Design Tasks to Optimize Human Strength Capability (Desain Pekerjaan untuk Mengoptimalkan Kemampuan Kekuatan Manusia).

5. Use Large Muscles for Tasks Requiring Strength (Gunakan Otot yang Besar untuk Tugas yang Membutuhkan Kekuatan).

6. Stay Below 15% of Maximum Voluntary Force (Tetap di bawah 15% dari kekuatan maksimal).

7. Use Short, Frequent, Intermittent Work-Rest Cycles (Gunakan Siklus Kerja-Istirahat Terputus, Singkat, Sering).

8. Design Tasks so that Most Workers Can Do Them (Desain Pekerjaan sehingga Kebanyakan Pekerja Bisa Melakukannya).



9. Use Low Force For Precise Movements or Fine Motor Control (Gunakan Kekuatan Rendah Untuk Gerakan yang Tepat atau Pengendalian Gerakan yang Benar).

10. Do Not Attempt Precise Movement or Fine Control Immediately After Heavy Work (Jangan Mencoba Gerakan yang Tepat atau Pengendalian yang Baik Setelah Bekerja Berat).

11. Use Ballistic Movements For Speed (Gunakan Gerakan Balistik Untuk Kecepatan).

12. Begin and end motions with both hand simultaneously (Mulai dan akhiri gerakan dengan kedua tangan secara bersamaan).

13. Move the Hands Symmetrically and Simultaneously to And From the Centre of the Body (Gerakkan Tangan Secara simetris dan Bersamaan Ke dan Dari Pusat Tubuh).



14. Use the Natural Rhythms of the Body (Gunakan Gerakan Alami dari Tubuh).

15. Use Continuous Curved Motion (Gunakan Gerak Lentur berkelanjutan).

16. Use the Lowest Practical Classification of Movement (Gunakan Klasifikasi Gerakan Praktis Terendah).

17. Work with Both Hands and feet Simultaneously (Bekerja dengan Kedua Tangan dan Kaki secara Bersamaan).

18. Minimize Eye Fixations (Minimalkan Fiksasi Mata).


EFFECTIVE THERBLIG …(1/2)

NO. THERBLIG DESKRIPSI

1 Menjangkau (Reach)

Gerakan tangan berpindah tempat tanpa beban. Release → Reach → Grasp

2 Membawa (Move)

Perpindahan tangan dengan membawa beban. Grasp → Move → Release/Position

3 Memegang (Grasp)

Gerakan tangan dengan menutup objek dengan jari-jari tangan. Reach → Grasp → Move

4 Melepas (Release)

Melepas objek yang dipegang sebelumnya


EFFECTIVE THERBLIG …(2/2)


5 Mengarahkan Awal (Pre-Position)

Mengarahkan objek pada suatu tempat sementara, dengan tujuan untuk memudahkan pemegangan apabila objek akan dipakai kembali. Bersamaan dengan memakai, membawa atau melepas

6 Memakai (Use)

Tangan dipergunakan untuk memakai/ mengontrol alat / objek dengan tujuan tertentu

7 Merakit (Assemble)

Menggabungkan satu objek dengan yang lainnya. Move/Position → Assy → Release

8 Melepas Rakitan (Disassemble)

Objek dipisahkan dari rakitan. Grasp → Disassemble → Move/Release


INEFFECTIVE THERBLIG …(1/2)


1 Mencari (Search)

Menemukan lokasi objek (mata atau tangan).

2 Memilih (Select)

Menemukan/memilih objek diantara 2 atau lebih objek yang sama lainnya. Search → Select

3 Mengarahkan (Position)

Menempatkan objek pada lokasi yang dituju secara tepat. Move → Position → Assy/Release

4 Memeriksa (Inspect)

Membandingkan objek dengan standar, dengan penglihatan atau indra lainnya

5 Merencana (Plan)

Berhenti sejenak bekerja dan memikirkan untuk menentukan tindakan-tindakan selanjutnya.


INEFFECTIVE THERBLIG …(2/2)


6 Kelambatan tak terhindarkan (Unavoidable Delay): Diluar kendali operator

7 Kelambatan yang dapat di hindarkan (Avoidable Delay)

8 Rest to overcome fatigue (istirahat untuk mengatasi kelelahan)

9 Memegang untuk memakai (hold). Satu tangan memegang objek, yang lain bekerja


UPAYA PERBAIKAN GERAKAN …(1/2)

NO. GERAKAN UPAYA PERBAIKAN DENGAN MENGHINDARI

1 Mencari Ciri, Tata Letak, Pencahayaan, Tempat Penyimpan Tembus Pandang.

2 Memilih Objek, Tempat, Interchangeability, Tempat Penyimpanan.

3 Memegang Dipegang Sekaligus, Hanya Kontak, Memudahkan, Peralatan pembantu.

4 Menjangkau Perpendek.

5 Membawa Perpendek, Efektif, Pemakaian Anggota Tubuh, Sekaligus, Perubahan Arah Gerak, Gravitasi.

6 Melepas Ditambah membawa, Penampung, Delay setelahnya, Melepas Sekaligus,

7 Mengarahkan Alat Penuntun, Apakah Diperlukan.


UPAYA PERBAIKAN GERAKAN …(2/2)

NO. GERAKAN UPAYA PERBAIKAN DENGAN MENGHINDARI

8 Mengarahkan Awal

9 Merencanakan

10 Memeriksa Digabungkan dengan gerakan lain, Dihilangkan, Alat Inspeksi, Waktu.

11 Merakit

12 Mengurai Rakitan

13 Memakai Peralatan pembantu, Sekaligus, Efisien.

14 Kelambatan Tak Terhindarkan

15 Kelambatan Terhindarkan

16 Istirahat Untuk Melepas Lelah


MAXIMUM MUSCLE STRENGTH (Prinsip Motion Economy #1)

Relaxed Posture assumed by People in Weightless Conditions


50 100 150

100

50

Iso

met

ric

Fo

rce

(% o

f M

axi

mu

m)

Length of Contractile Element (% of Resting Length)

Complete Contraction Complete Extension

HASIL PENELITIAN HUNSICKER


• Gerakan Menarik dan mendorong merupakan Gerakan Terkuat. • Kekuatan tersebut tergantung pada Sudut. • Gerak Menarik mencapai kekuatan maksimum pada sudut 150°. • Gerak Mendorong mencapai kekuatan maksimum pada sudut 180°.

HASIL PENELITIAN Provins dan Salter (1955) & Singh dan Kaporvich (1966)

Posisi Forearm Terhadap Sumbu Siku


• Sudut siku 90° memberikan gaya momen maksimum pada FLEKTION & EKSTENSION.

TENSION …(1/2)

Streched • Terentang, Minimal overlap/ikatan antara Actin dan

Myosin, Berkurangnya gaya otot hingga 0.

Istirahat • Posisi optimum untuk tegangan, Posisi netral,

Sekitar midpoint pada normal range dari gerakan.

Contracted • Actin dan Myosin membentuk cross bridge, yang

menghasilkan tegangan otot. • Complete Contracted State: Berkurangnya gaya otot,

karena gangguan pada Actin, sehingga ikatan optimum terganggu.


TENSION …(2/2)

• Tension yang dapat dihasilkan otot tergantung pada:

– Luas penampang otot.

– Panjang otot.

Panjang otot pada complete contraction (50% dari panjang otot sewaktu istirahat) sampai dengan complete extension (hingga 180% panjang otot sewaktu istirahat).


HUMAN STRENGTH

DYNAMIC STRENGTH • Menghasilkan gaya otot yang

menggerakan bagian tubuh.

STATIC STRENGTH • Tertahannya gerakan bagian

tubuh


PSYCHOPHYSICAL STRENGTH

• Strength demands are required for an extended period of time

DYNAMIC VS STATIC STRENGTH


DYNAMIC STRENGTH STATIC STRENGTH

More Efficient Bonding In the Slower Sliding Muscle Filaments GAYA ISOTONIS / ISOTONIC

CONTRACTION Memanjang dan Memendeknya

Otot Dengan Menghasilkan Kerja Konsentris : Memendeknya Otot

sambil Tetap Menahan suatu Tegangan (Kerja Positif)

Eksentris : Memanjang Otot sambil Tetap Menahan suatu

Tegangan (Kerja Negatif)

Diukur oleh : CONSTANT VELOCITY (ISOKINETIC) DYNAMOMETER

GAYA ISOMETRIS / ISOMETRIC CONTRACTION

Gaya Otot tanpa Menghasilkan Kerja

Force is only sufficient to move the mass of the body

MAXIMUM STRENGTH WITH SLOW MOVEMENT (PRINSIP MOTION ECONOMY #2)

• The faster the molecular bonds are formed, broken and reformed, the Less Effective is the bonding and the less muscular force is produced.

Heavy Manual Work • Maximum Muscle Force

dihasilkan dari: – No Externally Measurable

Shortening (Velocity 0 or Static Contraction).

• Minimum Muscle Force dihasilkan dari: – Maximum Velocity of Muscle

Shortening.


Force – Velocity Relationship.

0 50 100

100

50

0

Fo

rce

(% m

axi

mu

m)

Velocity (% of Maximum No Load-Velocity)

USE MOMENTUM TO ASSIST WORKERS WHEREEVER POSSIBLE: MINIMIZE IT IF IT COUNTERACTED BY MUSCULAR EFFORT

(PRINSIP MOTION ECONOMY #3)

Faster Movements

Higher Momentum

Higher Impact Forces


Downward motions

are More Effective than

Upward Motions

DESIGN TASKS TO OPTIMIZE HUMAN STRENGTH CAPABILITY (PRINSIP MOTION ECONOMY #4)

• Human Strength Capability depends on: 1. The Type of Strength 2. The Muscle or Joints Motion being

Utilized 3. Posture 4. Individual Factors:

• Gender (The Largest Effect) • Age • Handedness • Fitness/Training

• STATIC STRENGTH POSITIONS • Range of Strength in the Normal. • Healthy Adult population = The

Strongest = (5 to 8) x The Weakest.


ARM LIFTING STRENGTH TEST

LEG LIFTING STRENGTH TEST

TORSO LIFTING STRENGTH TEST

USE LARGE MUSCLES FOR TASKS REQURING STRENGTH


Muscle Strength f (Size of Muscle)

Size of Muscle

Cross Sectional

Area f (Posture)


Example: Heavy Load Lifting : Leg and Trunk Muscles.

ENERGY SOURCES, STRENGTH & FATIGUE

AEROBIC

• 𝐴𝑇𝑃 + 02 → 𝐴𝐷𝑃 + 𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂

• HUMAN STRENGTH

• DYNAMIC STRENGTH: Menghasilkan Gaya Otot yang Menggerakan Bagian Tubuh.

ANAEROBIC

• 𝐴𝑇𝑃 → 𝐴𝐷𝑃 + 𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺𝐼 + 𝐿𝐴𝐶𝑇𝐼𝐶 𝐴𝐶𝐼𝐷

• Energy for a very Small Period of Time

• Arterioles + Capillaries : Compressed

• Blood Flow and O2 → Fatigue

• STATIC STRENGTH: Tertahannya Gerakan Bagian Tubuh.


STAY BELOW 15% OF MAXIMUM VOLUNTARY FORCE (PRINSIP MOTION ECONOMY #6)

100% Maximal Contraction, Endurance Time = 6 Seconds

15% Maximal Contraction, Endurance Time = Indefinite!

5 – 10% (Jonsson, 1978)

The Amount of Rest Needed to Recover from Static Hold = Relaxation Allowances = f (Force Exerted, Holding Time)


STAY BELOW 15% OF MAXIMUM VOLUNTARY FORCE (PRINSIP MOTION ECONOMY #6)


En

dura

nce

Tim

e (m

in)

Exertion Level (% Max Muscle Forces)

Endurance Time = T

𝑇 =1.2

𝑓 − 0.15 0.618− 1.21

f = Required Force, fraction of Maximum Isometric Strength

Indefinite time

15%

6 Sec

USE SHORT, FREQUENT, INTERMITTENT WORK-REST CYCLES


• Repeated Static Contraction (bawa barang dengan siku flexi), or dynamic work (mencangkul) → Short time and Frequent cycle

• A Much Higher Percentage of Maximum Strength can be Maintained if the Strength is Exerted as a Series of Repetitive Contractions rather than One Sustained Static Contraction.

• Complete muscle fatigue → several hour recovery


% o

f M

axim

um

Str

engt

h

Contraction/min

DESIGN TASKS SO THAT MOST WORKERS CAN DO THEM

(Prinsip Motion Economy 8)

0 10 20 30 40 50 60 70 Changes In Maximal Isometric Strength With Age

0

20

40

60

80

10

0

Male

Female

Average Female Strength =

(35% to 85%) x Average Male Strength Or 66 % x Average Male Strength

Age Years % V

ari

ati

on

in

Mu

scle

Str

en

gth

Greatest for Upper Extremity Strength and Smallest for Lower Extremity Strength = f (body size or Total Muscle Mass) By a Strength Training Program Increase Strength 30% - 100%, in the

First Several Weeks

Muscle Mass Muscle Fiber Strength


CNS CEREBELLUM

Muscle Contraction Motor Neuron 1 neuron has connection with (<10 for Small and >1000 For the large calf muscle) Muscle Fibers

MOTOR UNIT

Electrical Impulse

Initially, Motor Unit Small in size (1 or 2) → Produced Low Forces → Change in Force is very gradual → Fine Precision Motor Control

F

orc

e (

% m

ax

imu

m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1

00

SPINAL CORD Higher Muscle Forces need Increasing Size of Motor Unit

0 25 50 75 100

USE LOW FORCE FOR PRECISE MOVEMENT FOR FINE MOTOR CONTROL (Prinsip Motion Economy 9)

Motor Unit Recruited (% of maximum)


DO NOT ATTEMP PRECISE MOVEMENT OR FINE CONTROL IMMEDIATELY AFTER HEAVY WORK

(Prinsip Motion Economy 10)

Lifting Heavy Containers Needs Small Motor Unit and Larger one

Unload : Some Smaller Motor Unit will fatigue

Precise Work : Some small precise Motor Units are not available

Larger motor Unit recruited to replace the fatigue one

Larger Increments in force, less precise motor Control


USE BALLISTIC MOVEMENT FOR SPEED (Prinsip Motion Economy 11)

Agonist : Penggerak Utama Gerakan

BICEPS

BRACHIORADIALIS

TRICEPS

Antagonist : MelawanGerakan

• Spinal Reflex, Agonist and antagonist always occur • In Short ( < 200 Msec), the Agonist is activated, the Antagonist is

inhibited → Speed


12. Begin and End Motions With Both Hand Simultaneously 13. Move the Hands Symmetrically and Simultaneously to and from the

Centre of the Body

1. Both hands should not be idle at the same time

2. Both hands can work at the same time, making symmetrical moves in opposite direction


14. Use the Natural Rhythms of the Body

Spinal Reflex, Agonist and antagonist always occur → Natural rhythms

Menyekop 14 – 17x / menit

Hentakan kaki 60 - 72x / menit

Hentakan tangan 35x / menit

15. Use Continuous Curved Motion

Body segment linkage

easier to produce curved motion than straight line


16. USE THE LOWEST PRACTICAL CLASSIFICATION OF MOVEMENT

Classification:

1. Finger motion

2. Finger and wrist motions

3. Finger, wrist, and lower arm motions

4. Finger, wrist, lower arm and upper arm motions

5. Body motion


L

o

n

g

e

r

T

i

m

e

18. MINIMIZE EYE FIXATIONS


Location of visual target !!

• Normal line sight = 15° below the horizontal.

• Primary visual field = the cone ±15° in arc centered on the line of sight.

PERANCANGAN KERJA MANUAL PERTEMUAN #3taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/...R O S E S...

Documents

Transcript of PERANCANGAN KERJA MANUAL PERTEMUAN #3taufiqurrachman.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/...R O S E S...