Pengambilan Data dan Analisis

Transkripsi

1 METODOLOGI PENELITIAN Watu dan Loasi Penelitian Penelitian dilasanaan mulai bulan November 2003 sampai dengan Juni 2004 di Kecamatan Rengasdenglo, Telagasari dan Cilamaya Kabupaten Karawang Jawa Barat dan di Laboratorium Lapang Departemen Teni Pertanian Faultas Tenologi Pertanian, IPB. Pengambilan data di Kecamatan Rengasdenglo dan Telagasari dilauan untu penggunaan implemen satu (gelebeg) dan di Kecamatan Cilamaya untu penggunaan implemen dua (rotari), sedangan perancangan dan ui coba pemasangan alat uur (vibration meter) dilauan di Laboratoium Lapang. Peralatan Penelitian Peralatan yang digunaan dalam penelitian ini adalah : (1) Trator tangan dan implemen (gelebeg dan rotari), (2) Anthropolometer, (3) Heart rate monitor (4) Vibration meter, (5) Sound level meter, (6) Komputer, (7) Termometer, (8) Meteran (tape) dan (9) Tachometer. Pengambilan Data dan Analisis Pengambilan data dan analisis secara sematis ditampilan pada Gambar 5. Pengambilan data dilauan pada dua enis penggunaan implemen pengolahan tanah pertama yang berbeda (berdasaran ebiasaan yang berlau di daerah penelitian), yaitu pengolahan tanah dengan menggunaan gelebeg dan rotari yang dibagi menadi beberapa aspe beriut : 1. Aspe Anthropometri Pengambilan data anthropometri operator dilauan bersama dengan penguuran dimensi trator tangan yang digunaan dalam pengolahan tanah. Data anthropometri dan dimensi trator yang diuur terdiri : a. dimensi trator tangan : - ara emudi iri dan anan atau lebar emudi (cm) - tinggi emudi dari permuaan tanah datar (cm) - edalaman roda besi pada tanah sawah (cm) b. anthropometri operator : - panang pangal lengan (upper arm) (cm) - panang lengan bagian bawah (forearm) (cm) - lebar bahu (cm) - tinggi bahu (cm)

2 - tinggi siu (cm) - edalaman ai dalam tanah sawah (cm) Gambar 4. Penguuran anthropometri operator menggunaan anthropolometer DATA AWAL Lingungan : Suhu udara dan elembaban Sawah : Panang dan Lebar Petaan DAYA & DIMENSI TRAKTOR KALIBRASI Heart Rate Step Test JENIS IMPLEMEN PENGUKURAN Anthopometri Operator PENGUKURAN Kebisingan dan getaran OPERASI TRAKTOR (Pengolahan Tanah) PENGUKURAN Heart Rate PENGUKURAN Produtivitas Kera Gambar 5. Sema era pengambilan data di lapangan

3 Analisis aspe anthropometri meliputi penentuan posisi optimum operator dalam mengoperasian trator tangan yaitu penentuan lebar optimum emudi dan penentuan tinggi optimum emudi trator tangan Penentuan Posisi Optimum Tinggi Kemudi Posisi berdiri optimum operator dapat dicapai pada ondisi tangan operator memberian ruang bebas antara operator dan trator tangan (clearance) terbesar. Posisi ini diperoleh pada saat lengan bawah berada pada posisi horisontal (seaar siu), sedangan posisi lengan bawah di atas siu aan memberian efe pengurangan gaya atau euatan genggam ari tangan (Nurmianto 1991). Dengan memperhatian arah dan besar gaya yang beera pada stang emudi terhadap operator di mana gaya terbesar yang dilauan oleh operator adalah gaya e atas untu menahan lau implemen masu e dalam tanah ( Dhafir 2002) serta melihat posisi sudut siu (elbow angle) yang memberian euatan tean e bawah dan euatan tari e atas masimum teradi pada sudut 120 o (Woodson et al. 1992) maa posisi optimum seperti pada Gambar 6 dapat ditentuan sebagai beriut (astaman 1999) : TK mas =... (6) TB PLBA*Cos(30) (7) TK min TS PLBB * Cos(40) =... di mana : TK mas = Tinggi emudi masimum (cm) = Tinggi emudi minimum (cm) TB = Tinggi bahu (cm) TS = Tinggi siu (cm) PLBA = Panang lengan bagian atas (cm) PLBB = Panang lengan bagian bawah (cm) TK min PLBA 120 o PLBB 40 o TK m as TK m in

4 Gambar 6. Ilustrasi posisi optimum tinggi emudi trator tangan 1.2. Penentuan Lebar Optimum Jangauan Kemudi Lebar angauan emudi berhubungan dengan enyamanan operator dalam menalanan atau mengoperasian trator tangan. Lebar optimum berhubungan dengan sudut antara lengan atas dengan badan. Posisi alami sudut lengan atas dengan badan antara 0-30 o (Zander 1972; Kastaman 1999). Ilustrasi penguuran lebar anguan emudi dapat dilihat pada Gambar 7. (8) di mana : ( 2xPLBAxSin(30) ) LJK Mas = LB +... LJK Min = LB... (9) LJK Mas = Lebar angauan emudi masimum (cm) LJK Min = Lebar angauan emudi minimum (cm) LB PLBA = Lebar bahu (cm) = Panang lengan bagian atas (cm) P L B A 30 o Gambar 7. Ilustrasi posisi penguuran untu menentuan lebar angauan emudi optimum trator tangan L B 2. Aspe Denyut Jantung Penguuran denyut antung operator dilauan melalui tahapan beriut :

5 θ θ θ Pemasangan heart rate monitor pada operator, transmitter dipasangan di dada operator sedangan receivernya dipasang di pergelangan tangan (Gambar 8). Denyut antung aan tersimpan pada receiver sedangan watu dan ativitas peeraan dicatat pada time study sheet. Melauan alibrasi terlebih dahulu menggunaan metode step test yaitu dengan cara melauan ativitas nai turun bangu dengan etinggian 30 cm dengan frewensi 20, 25, 30 dan 35 silus per menit (menggunaan irama dari metronome) di mana satu silus adalah seali nai dan seali turun bangu. Penguuran lau denyut antung pada saat step test dilauan tiap 3 menit dengan istirahat dudu selama 5 menit. Penguuran denyut antung operator pada saat melauan pengolahan tanah, di mana sebelumnya operator melauan istirahat dudu selama 10 menit, watu dan ativitas peeraan dicatat pada time study sheet. 2 1 (1) receiver & memory, (2) sensor & transmitter Gambar 8. Heart rate monitor dipasang pada operator selama pengolahan tanah Kalibrasi dengan step test sebelum penguuran lau denyut antung pada saat operator melauan pengolahan tanah dilauan untu meminimalan pengaruh psiologis, sehingga diperoleh nilai lau denyut antung yang mencerminan beban era operator pada saat beera (Herodian 1997). Penguuran lau denyut antung digunaan untu melihat beban era yang diterima oleh operator trator dalam melauan pengolahan tanah. Dengan mengetahui beban era operator berdasaran lau denyut antung pada saat pengolahan tanah, dapat ditentuan paramater-parameter ergonomi yang memberian dampa beban era

6 terhadap operator serta yang mempengaruhi produtivitas era di lapangan. 3. Aspe Kebisingan dan Getaran Penguuran tingat ebisingan dilauan pada saat operator sedang melauan pengolahan tanah dengan menggunaan sound level meter (Gambar 9). Tingat ebisingan diuur pada engine dan operator pada posisi disamping (deat) telinga iri dan anan (Gambar 10). tachometer vibration meter sound level meter Gambar 9. Peralatan yang digunaan pada penguuran getaran dan ebisingan trator tangan Gambar 10. Penguuran ebisingan trator tangan di lapangan ( pada engine dan di telinga operator ) Penguuran getaran dilauan dengan menggunaan portable vibration meter pada ondisi stasioner maupun saat operator melauan era pengolahan tanah (Gambar 12), pada berbagai tingat ecepatan putaran mesin berdasaran nilai isaran yang tercatat pada alat uur ecepatan putaran mesin

7 (tachometer). Tingat getaran yang diuur adalah percepatan getaran pada sumbu x, sumbu y dan sumbu z (Gambar 11). sumbu-z sumbu-y Sumbu-X Gambar 11. Penempatan sensor getaran pada stang emudi trator tangan Gambar 12. Penguuran getaran trator tangan di lapangan Pemodelan Untu melihat pengaruh dan perilau dari setiap parameter terhadap tingat produtivitas era pengolahan tanah dilauan dengan menggunaan model Jaringan Syaraf Tiruan (JST) yang ditampilan pada Gambar 13. Model JST yang diembangan terdiri dari 2 model yaitu model A dan B, berdasaran enis implemen yang digunaan pada pengolahan tanah pertama ( gelebeg dan rotari ). Dari tiap model berdasaran implemen yang digunaan, diembangan model JST dengan formulasi lapisan eluaran (output) sebagai beriut : 1. Lapisan eluaran produtivitas era pengolahan tanah (m 2 / am).

8 2. Lapisan eluaran tingat beban fisi berdasaran parameter lau denyut antung (denyut / menit). Lapisan eluaran dibuat berdasaran nilai lau denyut antung operator dan produtivitas era pengolahan tanah, dengan rangaian model menggunaan multi layer yang terdiri dari tiga lapisan : 1. Lapisan masuan menggunaan parameter yaitu ; lebar angauan emudi, tinggi emudi, usia operator, berat badan, ebisingan, getaran, dan suhu lingungan. 2. Lapisan tersembunyi, sebagai lapisan pemrosesan atau pembanding antara lapisan masuan dan lapisan eluaran yang menghasilan nilai pembobot diantara lapisan-lapisan tersebut. 3. Lapisan eluaran terdiri dari 2 unit eluaran yaitu produtivitas era pengolahan tanah dan tingat beban fisi berdasaran nilai lau denyut antung. Daya Motor Gelebeg Rotari MODEL JST ( A ) MODEL JST ( B ) TINGKAT BEBAN KERJA OPERATOR TINGKAT BEBAN KERJA OPERATOR WAKTU KERJA OPERATOR WAKTU KERJA OPERATOR PRODUKTIVITAS KERJA PENGOLAHAN TANAH PERTAMA PRODUKTIVITAS KERJA PENGOLAHAN TANAH PERTAMA

9 Gambar 13. Sema pemodelan dengan Jaringan Syaraf Tiruan T i n ggi emudi L eb ar angauan em u di U s i a operator P r o du t i v i t as era K eb i s i n gan Get ar an B eb an era S u hu lingungan B er at badan Gambar 14. Model JST yang diembangan pada tiap enis implemen Dari model yang diembangan memunginan untu mengetahui dan menganalisis pengaruh masing-masing parameter input (tinggi emudi, lebar emudi, usia operator, getaran, ebisingan, suhu lingungan dan berat badan) pada setiap enis implemen dan daya motor yang digunaan oleh trator tangan pada pengolahan tanah pertama terhadap tingat beban era yang diterima operator dan produtivitas era pengolahan tanah pertama di lahan sawah. Proses pembelaaran model JST Data sampel hasil penguuran digunaan sebagai bahan pada proses pembelaaran (training), dengan menggunaan metode bac propagation (Patterson 1996). Meanisme pembelaaran dilauan melalui ilustrasi Gambar 15 serta tahapan dan persamaan beriut : - Input pada lapisan masuan merupaan input bagi lapisan tersembunyi H = Vi xi = 1, 2,...h...(10) i I = W y = 1, 2,...m...(11) i

10 di mana : H = input pada lapisan tersembunyi node I = input pada lapisan eluaran (output) node h = umlah node pada lapisan tersembunyi m = umlah node pada lapisan eluaran (output) lapis an mas uan lapis an ters embunyi lapis an eluaran x1 Vi H H1 W I 1 z1 x2 x3 H2 y 1 y 2 I 2 I 3 z2 z3 Gambar 15. Ilustrasi pembelaaran bacpropagation - Perhitungan nilai output node pada lapisan tersembunyi dan output node pada lapisan eluaran dengan persamaan beriut : y = f(h ) = 1, 2,......(12) z = f(i ) = 1, 2,...m...(13) sehingga persamaan eseluruhan output pada lapisan eluaran e dengan masuan nilai input x adalah : z = f(i ) = f( W y ) = f( = f(...(14) W W f(h )) f( V i x i )) i fungsi (f ) yang digunaan pada proses pembelaaran merupaan fungsi ativasi log-sigmoid :

11 ...(15)...(16) f(h f(i 1 ) = 1 + e 1 ) = 1 + e â(h ) â(i ) di mana : β = onstanta fungsi sigmoid - Prinsip bacpropagation adalah mengoptimalan nilai fungsi dengan memperecil nilai galat (error) hingga mencapai minimum global, melalui perbaian nilai pembobot dengan membandingan nilai output aringan dengan nilai target yang diberian dengan menggunaan persamaan umlah uadrat galat : 1 E = 2 (t z p p 2 )...(17) di mana : t = target dan z = eluaran JST - Perbaian nilai pembobot dilauan untu memperecil nilai galat dengan menggunaan metode delta rule : ÄW = çä y...(18) di mana : η = onstanta lau pembelaaran ÄW = perubahan nilai pembobot W δ y i ÄV = çä x...(19) i = galat output e = fungsi log-sigmoid Dari persamaan-persamaan di atas maa nilai pembobot dapat dirumusan melalui persamaan beriut : W baru lama lama = W + ÄW = W + çy (t z )f' (I )...(20) baru = V lama + = V lama V + δ W i i ÄVi i çx f' (H )...(21)

12 - Semua proses di atas dilauan secara berulang-ulang melalui pemberian nilai input-output, proses ativasi dan perubahan nilai pembobot. Kinera aringan dievaluasi melalui nilai Root Mean Square Error (RMSE), hal ini untu melihat tingat etelitian model yang telah dibangun. RMSError = ( Y T ) di mana : Y = nilai predisi aringan T = nilai target yang diberian pada aringan n = umlah contoh data pada set validasi n 2...(22) Pola data masuan (input) model JST Dalam pemodelan ini untu melihat pola data dilauan analisis statisti dengan menggunaan metode Box Plot yang diembangan oleh J.W. Tuey (Koopmans 1987). Metode ini memunginan untu mendapatan informasi disriptif dan analisis mengenai sampel data dalam bentu tampilan diagram dengan menggunaan perangat luna SPSS seperti ditampilan pada Gambar nilai tertinggi edian median 30 nilai terendah 28 N = 71 SUHU Gambar 16. Tampilan sebaran data dengan metode boxplot Kalibrasi dan Validasi model JST Kalibrasi model dilauan untu melihat hasil etelitian pada proses pembelaaran (training) JST, sedangan validasi model dilauan sebagai penguian etepatan (aurasi) predisi JST untu memberian awaban yang benar melalui pemberian sampel data baru di luar data yang digunaan pada proses pembelaaran. Kalibrasi dan aurasi model dirumusan sebagai nilai r 2 (oefisien diterminasi) yang berada pada selang 0 1, di mana nilainya aan semain meningat dengan semain bai tingat aurasinya.

13 Optimasi Rancangan dan Pengoperasian Rancangan Trator Optimasi dilauan untu mendapatan bentu rancangan yang optimum dan pengoperasian trator tangan yang sesuai dengan ondisi (arateristi) operator di lapangan. Berdasaran parameter input output JST, optimasi rancangan dilauan untu mendapatan nilai tinggi dan lebar emudi yang optimum bagi operator, sedangan optimasi pada pengoperasian rancangan trator bertuuan untu mengetahui arateristi operator yang sesuai berdasaran rancangan trator yang sudah ada. Metode optimasi yang dipaai adalah random search, yaitu dengan memasuan parameter input (tinggi dan lebar angauan emudi serta usia dan berat badan operator) yang bervariasi secara aca e dalam JST dan emudian menentuan nilai output terbai dari variasi input tersebut. Untu mendapatan nilai yang optimum, parameter input yang lain di dalam JST dianggap tetap (ceteris paribus).