(3121-h-2007)

i

EVALUASI BERBAGAI METODE POSTUR KERJA

UNTUK ANALISIS KELELAHAN FISIK DAN BIOMEKANIKA

Tesis

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-2

Program Studi Teknik Mesin

Kelompok Bidang Ilmu Teknik Industri

diajukan oleh

Rahmaniyah Dwi Astuti

23224/I-1/2392/05

Kepada

SEKOLAH PASCA SARJANA

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2007

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan

nikmat kesehatan, kekuatan dan kesabaran sehingga penulis dapat menyelesaikan

tesis ini. Tesis ini berjudul Evaluasi Berbagai Metode Postur Kerja untuk Analisis

Kelelahan Fisik dan Biomekanika, diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

untuk meraih gelar magister pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Gadjah Mada.

Karya yang sangat kecil dibandingkan dengan kebesaran Allah SWT ini

tidak mungkin selesai tanpa bantuan, dorongan dan semangat dari orang orang

terdekat. Karena itu kami mengucapkan terima kasih kepada :

1. Direktorat Pendidikan Tinggi Diknas yang telah membantu dalam

pembiayaan melalui Program Beasiswa BPPS.

2. Direktur Sekolah Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada yang telah

memberikan kesempatan pada penulis.

3. Bapak Dr. Eng. Tri Agung Rohmat, B.Eng., M.Eng selaku pengelola

Program Studi S2 Teknik Mesin UGM.

4. Bapak Ir. Subagyo, PhD., dan Bapak Andi Rahadiyan Wijaya, ST, M.Sc

selaku dosen pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga,

dan pikiran dalam memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis.

5. Suamiku H.Asnan Qusairi dan anakku Velya Lizhariany Hafidha Qusairi

yang tercinta, terima kasih dengan segala kasih sayang yang telah kalian

v

berikan merupakan sumber semangat dan harta yang paling berharga bagi

penulis.

6. Orangtuaku serta seluruh keluarga, yang telah memberikan dukungan dan

do’a kepada penulis selama menempuh studi dan menyelesaikan tesis ini.

7. Rekan – rekan mahasiswa S2, mbak Erni, Etika, Brili, Hasan, Aswin,

Sugoro, Pringgo dan semuanya, terima kasih atas semangat dan

kebersamaannya selama ini.

8. Mahasiswa TI dan asisten Laboratorium APK dan E UNS atas segala

bantuannya untuk menjadi partisipan pada tesis ini.

9. Dan semua pihak yang tidak bisa kami sebutkan satu-persatu.

Tulisan dalam tesis ini mengacu pada hasil eksperimen yang dilakukan di

Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja Unive rsitas Sebelas Maret

Surakarta. Mengingat penelitian ini bersifat eksperimentalis, maka besar

kemungkinan masih banyak kekurangan yang ada dalam penulisan tugas akhir ini.

Untuk itu dengan segenap kerendahan hati, penulis mengharap kritik dan saran

dari berbagai pihak

Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi dunia

industri maupun untuk perkembangan dunia akademis.

Yogyakarta, Juli 2007

Penulis

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR LAMPIRAN xiii

DAFTAR LAMBANG xiv

DAFTAR PERSAMAAN xv

DAFTAR SINGKATAN xvi

INTISARI xvii

ABSTRAKSI xviii

I. PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang Permasalahan 1

B. Perumusan Masalah 5

C. Batasan Masalah 5

D. Tujuan Penelitian 6

E. Keaslian Penelitian 7

F. Manfaat Penelitian 8

II. TINJAUAN PUSTAKA 9

A. Tinjauan Pustaka 9

B. Landasan Teori 13

1. Kelelahan 13

2. Faktor Resiko Sikap Kerja Terhadap Gangguan Muskuloskeletal 15

3. Metode Postur Kerja 18

vii

3.1. Ovako Work Posture Analysis System (OWAS) 18

3.2. Rapid Upper Limb Assesment (RULA) 21

3.3. Rapid Entire Body Assesment (REBA) 27

4. Fisiologi Kerja 36

5. Batasan Beban Yang Boleh Diangkat 42

5.1. Batasan Angkat Secara Legal 42

5.2. Batasan Angkat dengan Biomekanika 42

5.3. Model Penampang Badan Statis 43

6. Konsep Desain Eksperimen 46

6.1. Eksperimen Faktorial 47

6.2. Uji Normalitas 50

III. METODOLOGI PENELITIAN 53

A. Desain Penelitian 53

B. Variabel Aktivitas Kerja dan Beban Angkat 54

C. Pemilihan Metode Postur Kerja 55

D. Subyek Penelitian 56

E. Alat dan Bahan Yang Digunakan 57

F. Prosedur Penelitian 58

G. Metode Analisis 64

H. Pengumpulan dan Pengolahan Data 65

1. Pengumpulan Data 65

1.1. Pelaksanaan Eksperimen 65

1.2. Pencatatan Data 66

2. Pengolahan Data 66

2.1. Pengolahan Data Awal 66

2.2. Uji Normalitas 67

2.3. Uji Homogenitas 68

2.4. Uji Anova 68

2.5. Analisis Kelelahan Muskuloskeletal 69

2.6. Analisis Biomekanika 69

viii

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 70

A. Hasil Analisis Postur Kerja Laki- laki dan Perempuan Per Aktivitas Kerja 70

1. Aktivitas Kerja 1 70





B. Hasil Uji Statistik 75

C. Hasil Analisis Fisiologi (Kelelahan Muskuloskeletal) 77

D. Hasil Analisis Biomekanika 79

E. Hasil Uji Korelasi 84

1. Korelasi Kelelahan Muskuloskeletal dengan Metode Postur Kerja 84

2. Korelasi Energi Expenditure dengan Metode Postur Kerja 84

3. Korelasi Gaya Tekan L5/S1 dengan Metode Postur Kerja 84

F. Hasil Perbandingan antara Metode Postur Kerja dilihat dari Analisis

Kelelahan Muskuloskeletal dan Analisis Biomekanika

85

V. PENUTUP 87

A. Kesimpulan 87

B. Saran 87

DAFTAR PUSTAKA 88

LAMPIRAN 90

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Kategori Tindakan RULA 27

Tabel 2.2. Skor Pergerakan Punggung REBA 29

Tabel 2.3. Skor Pergerakan Leher REBA 30

Tabel 2.4. Skor Posisi Kaki REBA 30

Tabel 2.5. Skor Pergerakan Lengan Atas REBA 31

Tabel 2.6. Skor Pergerakan Lengan Bawah REBA 32

Tabel 2.7. Skor Pergerakan Pergelangan Tangan REBA 32

Tabel 2.8. Skor Dengan Tabel A REBA 33

Tabel 2.9. Skor Dengan Tabel B REBA 33

Tabel 2.10. Skor Dengan Tabel C REBA 34

Tabel 2.11. Skor Berat Beban Yang Diangkat REBA 34

Tabel 2.12. Coupling REBA 34

Tabel 2.13. Activity Score REBA 35

Tabel 2.14. Level Resiko dan Tindakan REBA 36

Tabel 2.15. Kriteria Pekerjaan Berdasarkan Energi Expenditure 37

Tabel 2.16. Rumus Perhitungan Analisis Dua Faktor 49

Tabel 3.1. Faktor dan Level Yang Terlibat Dalam Eksperimen 54

Tabel 3.2. Desain Penelitian 54

Tabel 3.3. Frekuensi Pengangkatan Berdasarkan Beban Angkat 58

Tabel 4.1. Action Level Aktivitas Kerja 1 70





Tabel 4.6. Hasil Action Level Per Aktivitas Per Metode Postur Kerja 75

Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Energi Expenditure dan % CVL 77

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan L5/S1 untuk Beban Angkat 5 Kg 78

Tabel 4.9. Hasil Perhitungan L5/S1 untuk Beban Angkat 10 Kg 79

x

Tabel 4.10. Hasil Perhitungan L5/S1 untuk Beban Angkat 15 Kg 80

Tabel 4.11.

Hasil Perbandingan Berbagai Metode Postur Kerja untuk

Analisis Kelelahan Muskuloskeletal

83

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Klasifikasi Sikap Kerja Bagian Punggung OWAS 19

Gambar 2.2. Klasifikasi Sikap Kerja Bagian Lengan OWAS 19

Gambar 2.3. Klasifikasi Sikap Kerja Bagian Kaki OWAS 20

Gambar 2.4. Range Pergerakan Lengan Atas RULA 22

Gambar 2.5. Range Pergerakan Lengan Bawah RULA 22

Gambar 2.6. Range Pergerakan Pergelangan Tangan RULA 23

Gambar 2.7. Range Pergerakan Putaran Pergelangan Tangan RULA 23

Gambar 2.8. Range Pergerakan Putaran Leher RULA 24

Gambar 2.9. Range Pergerakan Leher Yang Diputar RULA 24

Gambar 2.10. Range Pergerakan Punggung RULA 25

Gambar 2.11. Range Pergerakan Punggung Yang Diputar RULA 25

Gambar 2.12. Range Pergerakan Kaki RULA 26

Gambar 2.13. Sistem Penskoran RULA 27

Gambar 2.14. Range Pergerakan Punggung REBA 29

Gambar 2.15. Range Pergerakan Kaki REBA 30

Gambar 2.16. Range Pergerakan Lengan Atas REBA 31

Gambar 2.17. Range Pergerakan Lengan Bawah REBA 32

Gambar 2.18. Langkah- langkah Perhitungan REBA 35

Gambar 2.19. Penampang Tubuh Untuk Aktivitas Pengangkatan 44

Gambar 3.1. Tahapan Proses Eksperimen 60

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian 61

Gambar 3.3. Tahapan Proses Analisa Berbagai Metode Postur Kerja 62

Gambar 3.4. Tahapan Perbandingan Berbagai Metode Postur Kerja

Untuk Analisis Kelelahan Muskuloskeletal

63

Gambar 3.5. Tahapan Perbandingan Berbagai Metode Postur Kerja

Untuk Analisis Biomekanika 64

Gambar 4.1. Nilai Action Level setiap Aktivitas Kerja dan Beban

Angkat

75

Gambar 4.2. Nilai Energi Expenditure setiap Aktivitas Kerja dan

xii

Beban Angkat 77

Gambar 4.3. Nilai % CVL setiap Aktivitas Kerja dan Beban Angkat 78

Gambar 4.4. Gaya Tekan Segmen L5/S1 dengan beban angkat 5 Kg 80



xiii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A: Lembar Isian Data Pribadi dan Gambar Aktivitas Kerja 90 LAMPIRAN B: Penilaian Postur Kerja 101 LAMPIRAN C: Data Hasil Eksperimen 104 LAMPIRAN D: Data Histogram Berat Badan, Tinggi Badan, BMI Subyek 124 LAMPIRAN E: Hasil Uji Statistik 126 LAMPIRAN F: Hasil Uji Korelasi 131 LAMPIRAN G: Pengumpulan Penelitian Analisa Metode Postur Kerja 143 LAMPIRAN H: Contoh Perhitungan Energi Expenditure 144 LAMPIRAN I: Contoh Perhitungan % CVL 161 LAMPIRAN J: Contoh Perhitungan L5/S1 166

xiv

DAFTAR LAMBANG

b : Jarak antara L5/S1 ke pusat masa badan

Cm : Centimeter

Cm2 : Centimeter per segi

Cal : Kalori

d : Jarak dari gaya perut diasumsikan FA ke L5/S1

E : Jarak dari otot spinal erector ke L5/S1

FA : Gaya yang dihasilkan dari tekanan dalam perut

FM : Gaya pada otot tulang belakang

FC : Gaya pada segmen L5/S1

h : Jarak sumbu pikul ke pusat masa beban

Hg : Higrometer

Kg : Kilogram

KN : Kilo Newton

Kcal/min : Kilo Kalori per menit

L5/S1 : Lumbar ke 5/ Sacrum ke 1

mm : Milimeter

m : Meter

min : Menit

M : Momen

MH : Momen pada pinggul

m2 : Meter per segi

N : Newton

Nm : Newton Meter

PA : Tekanan dalam perut

Sin : Sinus

a : Confidence Level

o : Derajat

?T : Sudut inklinasi kaki relatif terhadap horizontal

?H : Sudut inklinasi badan relatif terhadap horisontal

xv

DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1.: Regresi Hubungan Energi dengan Kecepatan Jantung 38 Persamaan 2.2.: Konsumsi Energi/Energi Expenditure 39 Persamaan 2.3.: Hitungan Denyut Nadi Kerja 39 Persamaan 2.4.: Heart Rate Reserve 41 Persamaan 2.5.: % Cardiovasculair Load 42 Persamaan 2.6.: Nila i Momen Pada Pinggul 45 Persamaan 2.7.: Tekanan Pada Perut 45 Persamaan 2.8.: Gaya Pada Tekanan Perut 45 Persamaan 2.9.: Gaya Pada Otot Tulang Belakang 45 Persamaan 2.10: Gaya Pada Segmen L5/S1 45 Persamaan 2.11.: Jumlah Kuadrat Total 49 Persamaan 2.12.: Jumlah Kuadrat Faktor A 49 Persamaan 2.13.: Jumlah Kuadrat Faktor B 49 Persamaan 2.14.: Jumlah Kuadrat Faktor A*B 49 Persamaan 2.15.: Proposi Sampel 51

xvi

DAFTAR SINGKATAN

CVL : Cardio Vasculair Load ECG : Electro Cardio Graph IEA : International Ergonomic Asossiation LBP : Low Back Pain LBS : Beureau of Labour Statistik MMH : Manual Material Handling MSDs : Musculoskeletal Disorders NIOSH : National Institute Occupational Safety and Health OWAS : Ovako Work Posture Analysis OSHA : Occupational Safety and Health Administration RULA : Rapid Upper Limb Assessment REBA : Rapid Entire Body Assessment VDU : Video Display Unit WRMSD’s : Work Related Musculoskeletal Disorders

xvii

INTISARI

Elemen manusia merupakan komponen kerja yang paling signifikan dalam suatu sistem kerja. Kondisi manusia dikatakan tidak aman bila kesehatan dan keselamatan pekerja mulai terganggu. Postur kerja yang tidak baik, bisa menjadi faktor resiko (physical risk factor) bagi timbulnya gejala work related musculoskeletal disorders (WRMSD’s). Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen di laboratorium yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan hubungan/sensitifitas antara berbagai metode postur kerja dengan kelelahan fisik dan biomekanika. Pekerjaan yang menjadi obyek penelitian ini adalah pekerjaan manual material handling statis yaitu mengangkat, menurunkan dan memindahkan karung beras dengan berat 5kg, 10kg dan 15 kg. Postur kerja dianalisis dengan 3 metode yaitu OWAS (Ovako Working Postures Analysis System), RULA (Rapid Upper Limb Assessment), dan REBA (Rapid Entire Body Assessment). Kelelahan muskuloskeletal diukur secara tidak langsung dengan mengukur denyut jantung dan energi expenditure sedangkan analisis biomekanik dilakukan dengan menghitung gaya tekan pada segmen L5/S1 pada subyek perempuan dan laki-laki. Dalam eksperimen ini diperoleh hasil bahwa analisis postur kerja dengan metode OWAS menghasilkan action level yang berbeda dengan metode RULA dan REBA dan aktivitas kerja subyek perempuan dan laki-laki memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap kelelahan muskuloskeletal dan biomekanik dengan probabilitas < 0,05. Disamping itu korelasi antara denyut nadi kerja, energi expenditure dan gaya tekan L5/S1 untuk subyek perempuan dan laki-laki terhadap nilai action level dari metode postur kerja OWAS, RULA dan REBA menunjukkan adanya signifikansi (P< 0,05) dan mempunyai korelasi yang cukup signifikan. Dari ketiga metode postur kerja ternyata yang sensitif terhadap analisis kelelahan fisik dan biomekanika untuk subyek perempuan dan laki-laki adalah metode postur kerja OWAS. Kata-kata kunci : Postur Kerja, Fisiologi, Biomekanika.

xviii

ABSTRACT

Human element is very significant work component in a work system. Human condition said unsafely if the worker’s healthy and safety become annoyed. Bad work postures can be risk factor (physical risk factor) for appearing the indication of work related musculoskeletal disorders (WRMSD’S). The research is experiment research in laboratory; it’s purposed to find out the strength of relation/sensitivity among some work postures methods with physical fatigue and biomechanics. The research object is manual material handling static work, namely; to lift, to bring down and to move rice sack with 15 kg, 10 kg and 15 kg weight. Work posture is analyzed with three method, there are OWAS (Ovako Working Postures Analysis System), RULA (Rapid Upper Limb Assessment) and REBA (Rapid Entire Body Assessment). Musculoskeletal fatigue is indirectly measured by measuring heart beating and expenditure energy while biomechanics analysis is done by counting pressure force on segment L5/S1 in woman and man subject. In the experiment is found that between work postures analysis and OWAS method result different action level with RULA and REBA methods, while woman and man subject give the significant influence to fatigue musculoskeletal and biomechanics by < 0.05 probability. The correlation among work pulse, expenditure energy and pressure force L5/S1 for woman and man subject toward action level value from OWAS, RULA and REBA, they show the signification (p < 0.05) and have very significant correlation. From three of work posture method, certainly, the sensitive toward physical fatigue and biomechanics analysis, including woman and man subject, is OWAS work posture method. Key words: Work Posture, Physiological, Biomechanics.

1

I.PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Permasalahan

Sistem kerja yang baik tidak terlepas dari work place (tempat kerja)

maupun langkah- langkah operasional tugas yang harus dilakukan dalam suatu

pekerjaan. Penataan tempat kerja beserta perlengkapan atau peralatan yang

digunakan maupun posisi tubuh pada saat bekerja akan sangat berpengaruh dalam

menciptakan suatu sistem kerja yang terintegrasi dengan baik. Melalui perbaikan

yang dilakukan, akan menjadikan suatu industri bisa berjalan dengan efektif dan

efisien.

Meskipun perkembangan industri di dunia sudah maju dan segala

sesuatunya serba otomatis, tetapi penggunaan tenaga manusia secara manual

masih belum bisa dihindari secara keseluruhan. Dunia industri di Indonesia juga

masih banyak yang menggunakan tenaga manusia dalam hal penanganan material.

Kelebihan MMH (Manual Material Handling) bila dibandingkan dengan

penanganan material menggunakan alat bantu adalah fleksibilitas gerakan yang

dapat dilakukan untuk beban-beban ringan. Akan tetapi, aktivitas MMH

diidentifikasi berisiko besar sebagai penyebab utama penyakit tulang belakang

(Low Back Pain). Menurut Luopajarvi (1990) beban kerja yang berat, postur kerja

yang salah dan perulangan gerakan yang tinggi, serta adanya getaran terhadap

keseluruhan tubuh merupakan keadaan yang memperburuk penyakit tersebut.

Kondisi manusia dikatakan tidak aman bila kesehatan dan keselamatan

pekerja mulai terganggu. Dengan adanya kelelahan dan keluhan muskuloskeletal

2

merupakan salah satu indikasi adanya gangguan kesehatan dan keselamatan

pekerja. Pekerja sering mengeluh tubuh merasa nyeri atau sakit saat bekerja

maupun setelah bekerja. Studi tentang MSDs menunjukkan bahwa bagian otot

yang sering dikeluhkan adalah otot rangka (skeletal) yang meliputi otot leher,

bahu, lengan, tangan, jari, punggung, pinggang dan otot bagian bawah. Laporan

dari the Beureau of Labour Statistik (LBS) Departemen Tenaga Kerja Amerika

Serikat yang dipublikasikan pada tahun 1982 menunjukkan bahwa angka

kecelakaan muskuloskeletal saat pengangkatan beban mencapai 52%, kegiatan

mendorong atau menarik mencapai 13%, kegiatan membawa mencapai 10%,

gerakan berulang mencapai 13% dan lain- lainnya mencapai 12%. Menurut

NIOSH (1996), biaya kompensasi untuk keluhan otot skeletal sudah mencapai 13

milyar US dolar setiap tahun. Biaya tersebut merupakan yang terbesar bila

dibandingkan dengan biaya kompensasi untuk keluhan atau sakit akibat kerja

lainnya. Vi (2000) menjelaskan bahwa salah satu faktor yang dapat menyebabkan

terjadinya keluhan muskuloskeletal adalah sikap kerja tidak alamiah yaitu sikap

kerja yang menyebabkan posisi bagian-bagian tubuh bergerak menjauhi posisi

alamiah. Semakin jauh posisi bagian tubuh dari pusat gravitasi tubuh, maka

semakin tinggi pula resiko terjadinya keluhan otot skeletal. Beberapa hal yang

dapat menimbulkan sikap kerja tidak alamiah disebabkan adanya karakteristik

tuntutan tugas, alat kerja dan kerja yang tidak sesuai dengan kemampuan dan

keterbatasan pekerja (Grandjean,1993; Anis & McCnville,1996; Waters &

Anderson, 1996 ; Manuaba, 2000).

(3121-h-2007)

Documents