BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi dan sistematika penulisan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir. 1.1 Latar Belakang Menurut ILO (International Labor Organization) pada 22 th World Congress on Safety and Health at Work 2014, setiap tahunnya terdapat 313 juta kasus kecelakaan kerja dan penyakit akibat bekerja diantaranya menyebabkan 2.3 juta kasus meninggal dunia. Menurut data PT Jamsostek, di Indonesia angka kecelakaan kerja pada tahun 2011 mencapai 99.491 kasus. Angka ini cenderung naik sejak lima tahun terakhir (DK3N, 2011). Kecelakaan kerja mengakibatkan kerugian bagi perusahaan antara lain penurunan produksi, kerusakan mesin dan kerugian lainnya yang dapat dihitung. Namun disamping itu terdapat kerugian secara langsung terhadap pekerja yang mengalami kecelakaan kerja antara lain cidera ringan, cacat sebagian, cacat total hingga kematian. Salah satu cidera yang paling sering terjadi dalam kecelakaan kerja adalah cidera tangan. Resiko kecelakaan kerja pada bagian tangan umumnya disebabkan oleh kontak langsung dengan peralatan/mesin yang berputar dan pekerja yang beresiko mengalami cidera pada tangan yaitu pekerja lapangan dan operator. Jenis cidera tangan yang paling umum terjadi adalah luka terbuka dan cidera yang melibatkan jari tangan, adapun amputasi merupakan tipe cidera yang paling parah (Australian Safety and Compensation Council, 2008). Cidera pada tangan akibat kecelakaan kerja terutama hingga tangan teramputasi memiliki konsekuensi yang lebih serius jika dibandingkan dengan bagian tubuh lainnya baik dari segi kerugian klinis maupun dari kerugian ekonomi. Pekerja yang tangannya teramputasi akan mengalami penurunan kapasitas fungsi dan kinerja sehingga akan menurunkan produktifitas pekerja itu sendiri, hal ini akan mengakibatkan pekerja terancam kehilangan pekerjaannya. Di pasaran saat ini terdapat dua merek besar penyedia tangan prosthetic sebagai alat untuk menggantikan tangan yang teramputasi yaitu RSLsteeper dengan I-1
Bebionic hand dan TouchBionics dengan i-limb hand. Sebagai gambaran, produk terbaru RSLSteeper, yaitu Bebionic3 ditawarkan dengan harga antara $25.000- $35.000 tergantung konfigurasi hardware dan software-nya (Hawkins, 2015). Dengan harga yang sangat tinggi, tentu saja produk-produk ini tidak dapat terjangkau oleh sebagian besar penderita amputasi yang memerlukan tangan prosthetic di Indonesia. Dapat disimpulkan bahwa kebutuhan akan tangan prosthetic di Indonesia ada, namun belum terpenuhi dikarenakan belum adanya perusahaan yang memproduksi tangan prosthetic fungsional di Indonesia. Oleh karena itu, LPPD (Laboratory of Product Planning and Design) Universitas Sebelas Maret melakukan penelitian mengenai tangan prosthetic yaitu suatu alat bantu untuk mengembalikan kemampuan pekerja yang teramputasi sehingga dapat bekerja kembali. Penelitian dan pengembangan mengenai UNS LPPD hand dimulai oleh Witjaksono dkk. (2012) yang mengusulkan konsep desain menjadi 1-DOF dengan sistem bar. Kemudian dilanjutkan oleh Kuncara dkk. (2012) dan Prasetyo dkk. (2013) yang mengembangkan konsep rancangan jari dan ibu jari yang mampu bergerak secara natural dengan optimisasi. Penelitian mengenai pemilihan material telah dilakukan secara spesifik oleh Purnamasari dkk. (2013) sehingga didapat alternatif material yang terbaik untuk digunakan sebagai bahan pembuatan UNS LPPD hand yaitu PVC (Polyvinyl Chloride). Selain itu untuk menggerakkan sistem mekanis jari dan ibu jari telah dilakukan penelitian mengenai sistem transmisi oleh Putranto dkk. (2014) yang menghasilkan rancangan mekanisme penggerak dengan 3 aktuator. Untuk menghasilkan desain tangan prosthetic yang utuh, perlu dilakukan penelitian untuk menggabungkan konsep-konsep penelitian terdahulu menjadi satu desain keseluruhan tangan prosthetic dalam bentuk gambar (drawing) yang kemudian dapat disebut final description. Final description merupakan hasil akhir dari suatu proses desain yang panjang meliputi penentuan kebutuhan, analisis masalah, konseptual, detailing hingga evaluasi desain. Penelitian ini berfokus pada proses desain dengan melakukan pendetilan desain dan verifikasi desain pada tangan prosthetic UNS LPPD, tahapan ini penting dilakukan untuk memperoleh informasi desain secara keseluruhan sebagai bagian dari final description. I-2
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk menghasilkan desain tangan prosthetic dengan melakukan tahap detil desain menggunakan software CAD/CAE (Computer Aided Design/Computer Aided Engineering) dan verifikasi menggunakan analisis engineering. Tahap pendetilan desain dimulai dengan menentukan kebutuhan desain tangan prosthetic hingga tahap pembuatan rancangan detail desain mekanis pada software CAD/CAE. Desain mekanis tangan prostehtic yang ingin dihasilkan memperhatikan beberapa kriteria tangan prosthetic yang murah namun tetap fungsional. Sedangkan tahap verifikasi yaitu menguji kekuatan konstruksi dan fungsi mekanisme penggerak tangan prosthetic menggunakan simulasi analisis engineering dengan Finite Element Analysis (FEA). Tahap verifikasi dilakukan menggunakan FEA dikarenakan geometri tangan prosthetic yang kompleks. Selain itu FEA memiliki manfaat untuk meminimasi biaya dan waktu dalam pengembangan produk baru sehingga proses desain lebih efisien. Pada tahap verifikasi, analisis yang digunakan adalah analisis statis dengan dua parameter yaitu Factor of Safety (faktor keamanan) dan Displacement (deformasi). Analisis statis dilakukan untuk mengetahui pengaruh beban pada komponen tangan prosthetic sehingga diperoleh desain bentuk dan dimensi tangan prosthetic yang kuat. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu Bagaimana melakukan visualisasi dan menguji tangan prosthetic UNS LPPD? 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini, yaitu: 1. Menentukan technical requirement dan design specification produk tangan prosthetic UNS LPPD. 2. Melakukan pendetilan desain tangan UNS LPPD secara keseluruhan meliputi finger dan metacarpal menggunakan software CAD. I-3
3. Melakukan verifikasi kekuatan konstruksi dan fungsi mekanisme penggerak tangan prosthetic menggunakan Finite Element Analysis (FEA). 1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang dicapai dalam penelitian ini adalah memperoleh visualisasi desain dan prototype tangan prosthetic UNS LPPD secara keseluruhan meliputi finger dan metacarpal dengan menitikberatkan pada kekuatan konstruksi dan fungsi mekanisme penggerak untuk kebutuhan pekerja 1.5 Batasan Masalah Agar pembahasan lebih terarah, penelitian dilakukan dengan pembatasan sebagai berikut: 1. Verifikasi dilakukan menggunakan analisis statis dengan pembebanan (gaya) tunggal vertikal. 2. Parameter analisis engineering yang digunakan adalah Factor of Safety (FoS) dan Displacement. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika penulisan, sebagai berikut: BAB I BAB II PENDAHULUAN Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi penelitian dan sistematika penulisan. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan tentang gambaran umum perusahaan yang menjadi studi kasus dan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung penelitian, sehingga perancangan dilakukan secara teoritis. I-4
BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan, perancangan sampai dengan interpreasi dan analisis serta pemberian saran dan kesimpulan. BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah, kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap. BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini memuat uraian analisis dan intepretasi dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan masalah. Bab ini juga menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian. I-5