Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Wanita dengan Metode Posture Evaluation Index dalam Virtual Environment

Transkripsi

1 Analisis Ergonomi Sepeda UI terhadap Pengendara Wanita dengan Metode Posture Evaluation Index dalam Virtual Environment Erlinda Muslim Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Kampus UI Depok, 16424, Indonesia Boy Nurtjahyo 1, Liza Afrinotha 2, Romadhani Ardi 3 Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Kampus UI Depok, 16424, Indonesia boymoch@eng.ui.ac.id 1, liza_ti05@yahoo.com 2, romadhani@ie.ui.ac.id 3 Abstrak. Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis dan evaluasi dalam hal pengaruh desain sepeda UI terhadap postur tubuh pengendara wanita saat mengendarai sepeda UI. Analisis tersebut akan dilakukan dengan metode Posture Evaluation Index (PEI) dalam virtual environment. Secara umum, metode ini menilai postur kerja yang dilakukan oleh manusia berdasarkan analisis Lower Back (LBA), Ovako Working Posture Analysis (OWAS), dan Rapid Upper Limb Assessment (RULA). Metode yang dilakukan adalah membuat model manusia (manekin) berdasarkan antropometri mahasiswi UI sebagai pengendara wanita, menyesuaikan postur tubuh manekin sehingga sesuai dengan postur tubuh saat bersepeda dan menambahkan beban pada kaki dan bahunya, kemudian secara otomatis LBA, OWAS, dan RULA akan memberi nilai terhadap kondisi tersebut, terhadap kemungkinan cidera yang terjadi sehingga dianggap tidak ergonomis. Beberapa konfigurasi desain sepeda UI digunakan dalam penelitian ini untuk melihat pengaruhnya terhadap postur tubuh pengendara wanita sehingga dapat diketahui desain mana yang paling ergonomis. Hasil penelitian berupa penilaian sepeda UI yang ada saat ini dari segi ergonomi dan memberikan rekomendasi desain sepeda UI yang lebih ergonomis yaitu sepeda dengan tinggi sadel 11 cm dan tinggi stang 22 cm. Seluruh metode dan analisis yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan perhitungan dan simulasi pada software JACK 6.0. Keywords: Ergonomi, PEI, OWAS, RULA, LBA, Jack PENDAHULUAN Sepeda merupakan salah satu alternatif alat transportasi yang hemat energi karena termasuk moda transportasi yang tidak bermotor (non-motorized transportation 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 CO 2 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). XV-8

2 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 penetapan sepeda dan bis kuning sebagai moda transportasi di dalam kampus. Dengan adanya kebijakan ini diharapkan penggunaan kendaraan pribadi di dalam kampus UI dapat berkurang sehingga dapat mengurangi tingkat pencemaran udara dan bahaya dari pemanasan global (global warming). jalur sepeda UI diperoleh dari Sub Direktorat Pemeliharaan dan Pengelolaan Aset UI. Data kemiringan lintasan menanjak didapatkan melalui pengukuran langsung terhadap sembilan titik lintasan menanjak yang terdapat pada jalur sepeda UI. Pengukuran dilakukan dengan bantuan rekan dari Departemen Teknik Sipil UI yang berperan sebagai operator alat ukur yang bernama theodolite. Tabel 1 menunjukkan hasil pengukuran kemiringan lintasan menanjak pada jalur sepeda UI. Selain melakukan penambahan jumlah bis kuning, untuk mendukung kebijakan tersebut, UI membangun jalur khusus sepeda di dalam kampus UI Depok. Dengan panjang total sekitar 20 km, jalur sepeda ini menghubungkan pusat-pusat kegiatan di UI secara interconnected atau saling terhubung. Jalur sepeda kuning UI dilengkapi dengan stasiun sepeda, pos, tempat parkir, dan water contain (pengisian air minum). Fasilitas sepeda yang disediakan berjumlah 1000 unit dan dapat digunakan oleh mahasiswa UI dengan sistem free of charge atau gratis. Namun, penyediaan fasilitas sepeda oleh UI tersebut belum didasari dengan penelitian ilmiah yang berkaitan dengan ergonomi. Hal inilah yang kemudian melatarbelakangi perlunya untuk dilakukan penelitian terhadap sepeda kuning UI. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis aspek ergonomi dari sepeda UI dan membuat simulasi permodelan virtual dari aktivitas bersepeda sehingga dapat memberikan rekomendasi rancangan desain sepeda UI yang telah memenuhi standar ergonomi dan memberikan kenyamanan bagi pengendaranya dari segi postur tubuh. 2. METODOLOGI PENELITIAN Tahapan pertama pada penelitian ini adalah melakukan pengumpulan data-data yang dibutuhkan seperti data spesifikasi sepeda UI, peta jalur dan kemiringan lintasan menanjak pada jalur sepeda UI, serta data antropometri mahasiswi UI sebagai pengendara wanita. Gambar 1: Desain Sepeda UI Tabel 1: Hasil Pengukuran Kemiringan Lintasan Menanjak pada Jalur Sepeda UI Titik Lintasan yang Diukur Persen Kemiringan Pusgiwa 3.05 Menara Air 7.83 Balai rung BNI 2.82 Balai rung Rektorat 8.93 FE Hollywood UI Data spesifikasi sepeda UI diperoleh melalui pengukuran langsung yang dilakukan di lapangan. Gambar desain sepeda UI dapat terlihat pada Gambar 1. Data peta Hollywood UI XV-9

3 Resimen Mahasiswa (Menwa) RM. Mang Engking Data antropometri mahasiswi UI diperoleh melalui pengukuran langsung terhadap mahasiswi UI sebagai pengendara wanita. Ada tiga belas dimensi tubuh yang diukur, di antaranya yaitu berat badan dan tinggi badan. Data antropometri tersebut kemudian dilihat persebaran datanya dan dihitung nilai persentilnya. Nilai persentil yang digunakan dalam penelitian ini adalah persentil 50 karena data yang ada tersebar di sekitar persentil tersebut. Data antropometri mahasiswi UI dapat terlihat pada tabel 2. Tabel 2: Data Antropometri Mahasiswi UI Tahapan kedua adalah melakukan pengolahan data. Dalam tahapan ini dilakukan dua proses yaitu perancangan model dengan menggunakan software Jack 6.0 dan perhitungan nilai PEI. Sebelum melakukan perancangan model, terlebih dahulu ditentukan konfigurasi model desain sepeda UI yang akan diuji. Konfigurasi ini ditentukan berdasarkan penambahan pada variabel tinggi stang dan tinggi sadel sepeda UI. Setelah menentukan konfigurasi, langkah selanjutnya adalah membuat desain sepeda UI berdasarkan konfigurasi tadi dengan menggunakan software SolidWorks. Desain sepeda tersebut akan digunakan sebagai input dalam perancangan model dengan software Jack 6.0. Dengan menggunakan software Jack 6.0, kita dapat menganalisis nilai Static Strength Prediction (SSP), Lower Back Analysis (LBA), Ovako Working Posture Analysis System (OWAS), dan Rapid Upper Limb Assessment (RULA) dari postur tubuh yang digunakan sehingga nilai PEI-nya dapat dihitung. Tahapan ketiga adalah analisis yang dilakukan untuk menilai apakah desain sepeda UI saat ini sudah cukup ergonomis bagi pengendaranya. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Proses perancangan model dengan software Jack dilakukan dalam beberapa tahapan, yaitu: 1. Membuat sebuah lingkungan virtual (virtual environment) yang terdiri atas model sepeda dan model lintasan sesuai dengan konfigurasi model desain sepeda UI 2. Membuat model manusia (manekin) berdasarkan data antropometri yang dikumpulkan Seminar Nasional Sistem Produksi IX Dimensi Persentil Berat Badan (kg) 65,95 51,5 42 Tinggi Badan (cm) 164,78 157,5 150 Panjang Lengan (cm) 74, ,9 Panjang dari Siku ke Jari (cm) 45, ,45 Jarak Bahu dan Siku (cm) ,45 Lebar Tangan (cm) ,5 Panjang Tangan (cm) 18, ,725 Jarak Pantat dan Lutut (cm) ,225 Lebar Pinggul (cm) 37, ,725 Lebar Kaki (cm) 10, ,39 Panjang Kaki (cm) ,27 Tinggi Mata Kaki (cm) 7,5 6,5 5,225 Tinggi Lutut Saat Duduk 52 48,25 44,45 3. Menyesuaikan postur model manusia (manekin) dengan model sepeda 4. Membuat sistem animasi (animation system) yang merepresentasikan aktivitas bersepeda yang sebenarnya 5. Memberikan gaya (force) pada kaki dan bahu Gaya yang diberikan pada kaki merepresentasikan gaya kayuh sepeda yang dilakukan oleh pengendara. Gaya ini terdistribusi secara merata pada kedua kaki pengendara. Besarnya gaya ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: (1) dimana Frb = Fsepeda + fs, Fsepeda = massa sepeda x percepatan sepeda, Rgd = jari-jari gir depan, Rrb = jari-jari roda belakang, Rgb = jari-jari gir belakang, dan Ltp = panjang tuas pedal Sementara itu, gaya yang diberikan pada bahu merepresentasikan beban tas yang dibawa oleh pengendara di punggungnya. Beban ini diasumsikan sebesar 4 kg dan terdistribusi secara merata di kedua bahu pengendara. 6. Menganalisis kinerja model manusia (manekin) dengan menggunakan Jack Task Analysis Toolkits (Jack TAT) Tahapan awal pada pengolahan data adalah menentukan konfigurasi model desain sepeda UI berdasarkan penambahan sebesar 5 cm dan 10 cm pada variabel tinggi stang dan tinggi sadel sepeda UI. Terdapat 9 hasil konfigurasi model desain sepeda UI yang dapat dilihat pada tabel 3. Jack TAT yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah Static Strength Prediction (SSP), Lower Back Analysis Tool (LBA), Ovako Working Posture Analysis System (OWAS), dan Rapid Upper Limb Assessment (RULA). SSP digunakan untuk menilai apakah aktivitas XV-10

4 MenanjakMendatar MenanjakMendatarMenanjakMendatarMenanjakMendatar KK K onfigurasi1konfigurasi41,931,761 onfigurasi2konfigurasi52,2531,72 onfigurasi3konfigurasi62,4572,27 Seminar Nasional Sistem Produksi IX bersepeda yang diberikan dapat dilakukan oleh minimal 90% dari total populasi pengendara yang ada. LBA digunakan untuk menganalisis gaya kompresi yang dialami oleh tulang belakang dan dibandingkan dengan standar NIOSH, yaitu 3400 N. LBA juga dapat digunakan untuk menilai kemungkinan cidera yang mungkin terjadi pada tulang belakang. OWAS digunakan untuk menganalisis postur tubuh pengendara secara keseluruhan dan menilai kemungkinan risiko yang menyebabkan cidera pada sistem muskuloskeletal. Sementara itu, RULA digunakan untuk menganalisis anggota tubuh bagian atas yang terdiri dari lengan, pergelangan tangan, batang tubuh, dan leher. Tabel 3 Konfigurasi Model Desain Sepeda UI Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa setiap konfigurasi mempunyai nilai SSP di atas 90% yang berarti bahwa aktivitas bersepeda yang dilakukan dengan menggunakan setiap konfigurasi model desain sepeda UI tersebut dapat dilakukan oleh lebih dari 90% populasi pengendara wanita. Namun, nilai LBA dan RULA untuk masing-masing konfigurasi mempunyai nilai yang fluktuatif tergantung pada desain sepeda yang digunakan. Sementara itu, nilai OWAS untuk seluruh konfigurasi adalah sama karena postur tubuh pengendara saat bersepeda cenderung tetap untuk setiap konfigurasi dan tidak tergantung pada konfigurasi desain yang digunakan. Tabel 5 Rekapitulasi Nilai PEI Masing-masing Jack TAT tersebut akan memberikan penilaian terhadap kinerja model manusia (manekin) dalam melakukan aktivitas bersepeda yang diberikan. Hasil ini kemudian akan digunakan untuk menghitung nilai PEI dari setiap konfigurasi model desain yang dibuat dengan menggunakan persamaan berikut. PEI = I 1 + I 2 + I 3. mr (2) dengan: I 1 = LBA/3400 N, I 2 = OWAS/4, I 3 = RULA/7, mr = amplification factor = 1,42 Rekapitulasi hasil analisis Jack TAT dan perhitungan nilai PEI untuk setiap konfigurasi dapat dilihat pada tabel 4 dan 5. Tabel 4 Rekapitulasi Hasil Analisis Jack TAT SSP > 90% Nilai LBA Nilai OWAS Nilai RULA Konfigurasi Menanjak Mendatar Menanjak Mendatar Menanjak Mendatar Menanjak Mendatar YA Tabel 5 menunjukkan nilai PEI yang didapatkan oleh masing-masing konfigurasi model desain sepeda UI. Dari tabel 5 tersebut dapat dilihat bahwa nilai PEI untuk konfigurasi model desain dengan tinggi sadel yang sama cenderung menurun seiring dengan pertambahan tinggi stang. Sementara itu, nilai PEI untuk konfigurasi model desain dengan tinggi stang yang sama cenderung mengalami kenaikan seiring dengan bertambahnya tinggi sadel. Selain itu, dari tabel 5 juga dapat diketahui bahwa nilai PEI yang paling besar dimiliki oleh desain konfigurasi 3 dengan tinggi stang minimum yaitu 12 cm dan tinggi sadel maksimum yaitu 21 cm. Sehingga nilai PEI yang dihasilkan adalah 2,457 pada penggunaan di lintasan menanjak dan 2,466 pada penggunaan di lintasan mendatar. Hal ini terjadi karena postur tubuh pengendara pada saat menggunakan XV-11

5 desain konfigurasi 3 (gambar 2) adalah bungkuk sehingga risiko cidera yang mungkin terjadi pada tulang belakang dan sistem muskuloskeletal pengendara relatif besar. Sementara itu, nilai PEI yang paling kecil dimiliki oleh desain konfigurasi 7 (gambar 3) dengan tinggi stang maksimum yaitu 22 cm dan tinggi sadel minimum yaitu 11 cm. Nilai PEI yang dihasilkan adalah sebesar 1,738 untuk penggunaan pada lintasan menanjak dan 1,751 untuk penggunaan pada lintasan mendatar. Nilai PEI yang kecil ini disebabkan karena postur tubuh pengendara pada saat bersepeda dengan menggunakan desain konfigurasi 7 cenderung tegak sehingga risiko cidera yang mungkin ditimbulkan terhadap tulang belakang dan sistem muskuloskeletal pengendara relatif lebih besar. Desain konfigurasi 1 yang merupakan desain aktual sepeda UI yang ada saat ini mempunyai nilai PEI yang berada di antara dua titik ekstrim tersebut yaitu 1,993 untuk penggunaan pada lintasan menanjak dan 2,003 untuk penggunaan pada lintasan mendatar. Hal ini berarti bahwa desain sepeda UI yang ada saat ini dapat menyebabkan cidera pada tulang belakang dan sistem muskuloskeletal pengendaranya, namun kemungkin risiko yang terjadi relatif tidak terlalu besar. Gambar 2: Postur Tubuh Pengendara Wanita Saat Bersepeda Menggunakan Desain Konfigurasi 3 Gambar 3: Postur Tubuh Pengendara Wanita Saat Bersepeda Menggunakan Desain Konfigurasi 7 XV-12

6 4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Analisis ergonomi sepeda UI dilakukan melalui penilaian terhadap postur tubuh pengendara wanita saat mengendarai sepeda UI dengan menggunakan metode PEI (Posture Evaluation Index). Berdasarkan metode PEI, postur tubuh pengendara wanita saat mengendarai sepeda UI dengan desain seperti yang ada saat ini memiliki nilai LBA, OWAS, dan RULA berturut-turut 777 N, 3, dan 5 untuk penggunaan pada lintasan menanjak serta 812 N, 3, dan 5 untuk penggunaan pada lintasan mendatar. Sehingga nilai PEI yang dihasilkan adalah 1,993 dan 2,003 masingmasing untuk penggunaan pada lintasan menanjak dan lintasan mendatar. 2. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan terhadap seluruh konfigurasi model desain sepeda UI, baik desain aktual maupun desain usulan, diketahui bahwa desain sepeda UI yang ada saat ini kurang ergonomis bagi pengendara wanita karena memiliki nilai PEI yang cukup besar. 3. Desain sepeda UI yang ergonomis bagi pengendara wanita adalah desain sepeda UI dengan tinggi sadel 11 cm (sama dengan desain aktual) dan tinggi stang 22 cm (penambahan 10 cm dari tinggi stang aktual). Desain tersebut dipilih karena memiliki nilai PEI paling kecil yaitu 1,738 untuk penggunaan di lintasan menanjak dan 1,751 untuk penggunaan di lintasan mendatar. RIWAYAT HIDUP PENULIS Erlinda Muslim adalah dosen di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Memperoleh gelar Master di bidang Energy Management dari Universiti Teknologi Malaysia pada tahun Area penelitian yang dilakukan meliputi : ergonomi, manajemen energy dan manajemen strategi. Hasil penelitian sudah dimuat di beberapa jurnal nasional (Jurnal Teknologi FTUI, Jurnal Teknik Industri- Universitas Trisakti) 5. REFERENSI Di Gironimo, G., Monacellia, G., & Patalano, S. (2004, May). A design methodology for maintainability of automotive components in virtual environment, hal.4. Paper presented at International Design Conference, Dubrovnik. Esyandi, Dodi. (2008, Agustus). Sepeda akan jadi kendaraan wajib di UI. Bisnis Indonesia. Guitink, P., Holste, S., dan Lebo, J. (1994). Nonmotorized transport: confronting poverty through affordable mobility, < (accesed 10 Feb 2009) Siemens PLM Software Inc. (2008). Jack Task Analysis Toolkit (TAT)Training Manual. California: Author. XV-13