3/29/2013
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
1
3/29/2013
Optimal Design
Design Mismatch
Worker Health & Safety
Hassle
Quality
Discomfort
Productivity
Pain
Injury Disabillity
THE DAILY WORKING LIFE OF THE BREAD MAKERS.
2
3/29/2013
Langkah-langkah desain Define Specifications Indentify customer requirements Define functions of the device
State design requirements Define evaluation criteria
Create Design Concepts Propose several alternative design concepts Evaluate each proposed alternative Rate each alternative against each evaluation criteria
Decision Making Select the optimum design concept Detailed Design Complete detailed design of the selected 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
3/29/2013
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.
4
3/29/2013
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.
5
3/29/2013
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
6
3/29/2013
Informasi dari MANUSIA
Sistem Kerja
Kelakuan Kemampuan Keterbatasan Karakteristik lain
Alat Mesin Sistem Tugas Pekerjaan Lingkungan
merancang
Efektif Efisien Aman Nyaman
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
7
3/29/2013
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
8
3/29/2013
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.
Persentil ialah nilai yang menyatakan bahwa persentase tertentu dari sekelompok orang yang dimensinya sama dengan atau lebih rendah dari nilai tersebut.
Dalam antropometri, 95 persentil menunjukkan tubuh berukuran besar dan 5 persentil menunjukkan tubuh berukuran kecil Jika diinginkan dimensi untuk mengakomodasi 95% populasi maka dipakai 2.5 dan 97.5 persentil sebagai rentang. 20
9
3/29/2013
Distribusi normal dan perhitungan persentil Persentil 1 2.5 5 10 50 90 95 97.5 99
Perhitungan 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
CONTOH SOAL 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 23
10
3/29/2013
DATA ANTROPOMETRI STATIS Posisi Berdiri dan Duduk
No DIMENSI TUBUH 1 Tinggi tubuh posisi berdiri tgk 2 3 4 5
No DIMENSI TUBUH 14 Tinggi lipat lutut 15 16 17 18
6
Tinggi mata Tinggi bahu Tinggi siku Tinggi genggaman tangan saat relax ke bawah Tinggi badan pd posisi duduk
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 11 Jarak dari pantat ke lutut
12 Jarak dari lipat lutut ke pantat 13 Tinggi lutut
Lebar bahu Lebar panggul Tebal dada Tebal perut
19 Jarak dari siku ke ujung jari
23 Jrk bentang dr ujung jari tangan kanan ke kiri 24 Tinggi pegangan tangan pd posisi tangan vertikal ke atas dan berdiri tegak
25 Tinggi pegangan tangan pd posisi tangan vertikal ke atas dan duduk 26 Jarak genggaman tangan ke punggung pada posisi tangan ke depan
11
3/29/2013
Antropometri kepala
Antropometri tangan
No 1
DIMENSI TUBUH Panjang kepala
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Lebar kepala Diameter maksimum dari dagu Dagu ke puncak kepala Telinga ke puncak kepala Telinga ke belakang kepala Antara dua telinga Mata ke puncak kepala Mata ke belakang kepala Antara dua pupil mata Hidung ke puncak kepala Hidung ke belakang kepala Mulut ke puncak kepala Lebar mulut
1. Panjang tangan 2. Panjang telapak tangan 3. Panjang ibu jari 15.Tebal telapak tangan 16.Tebal telapak tangan 4. Panjang jari telunjuk 5. Panjang jari tengah sampai ibu jari 17.Diameter genggam 6. Panjang jari manis maksimum 7. Panjang jari kelingking 18.Lebar maksimum (ibu 8. Lebar ibu jari jari ke jari lain) 9. Tebal ibu jari 19.Lebar fungsional 10.Lebar jari telunjuk 11.Tebal jari elunjuk maksimum (ibu jari ke jari lain) 12.Lebar telapak tangan 20.Segi empat minimum 13.Lebar telapak tangan yang dapat dilewati sampai ibu jari telapak tangan 14.Lebar telapak tangan minimum
12
3/29/2013
4. Antropometri kaki
No
DIMENSI TUBUH
1
Panjang telapak kaki
2
Panjang telapak lengan kaki
3
4
Panjang kaki sampai jari kelingking Lebar kaki
5
Lebar tangkai kaki
6
Tinggi mata kaki
7
Tinggi bagian tengah telapak kaki Jarak horizontal tangkai mata kaki
8
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
13
3/29/2013
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
32
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
14
3/29/2013
TINGGI TEMPAT DUDUK Berapa rentang dimensi tempat duduk yang adjustable dan dapat dipakai oleh pria dan wanita? Untuk kursi kantor, diharapkan telapak kaki berada pada permukaan lantai dan pada saat duduk tidak ada tekanan pada bagian bawah paha. (Tinggi lipat lutut 95 % pria 490 mm, 5 % wanita 325 mm)
15
3/29/2013
16
3/29/2013
17
