Copyright © 2022, JPLP, e ISSN 2654-251X
Desain Layout Laboratorium Pneumatik Hidrolik Berbasis Line Produksi Untuk Meningkatkan Skill Otomasi di Era Industri 4.0

## Imam Sukoco, Rizki Setiadi, R. Ambar Kuntoro Mursit Gendroyono
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, Semarang Corresponding Author : putra_aprillia@mail.unnes.ac.id
Received:14 th September  2021; Revised: 4 th November  2021; Accepted: 23 rd December 2021;
Available online: 16 th January 2022; Published regularly: January  2022

## Abstract
The laboratory is a means of student learning in improving competence. Competence is one of the important elements in determining the quality of human resources, especially in facing challenges in the era of the industrial revolution  4.0  which  relies  entirely  on  technology  and  speed.  This  study  aims  to  design  a  production  line-based Pneumatic Hydraulic Laboratory to improve the automation skills of students majoring in mechanical engineering in  the  industrial  era  4.0.  The  method  in  this  study  uses  descriptive  quantitative  research.  Collecting  data  through observation, design, pretest and posttest. The analysis uses descriptive statistics to describe the results of improving student skills. Based on the results of the study, it can be concluded that a production line-based laboratory layout design is indispensable in the era of the industrial revolution 4.0. The planned production design in the study is an automation  system  for  drilling,  pressing,  conveyor,  pick  and  place  robots  with  PLC  and  HMI,  the  application  of layout  design  can  increase  the  average  value  of  automation  knowledge  and  skills  (programming  and  automation simulation).  The  increase  in  the  average  value  of  knowledge  is  22.72%.  Meanwhile,  the  increase  in  automation competence was 29.23%.
Kata Kunci : Laboratory, hydraulic pneumatic, automation, industrial 4.0

## Abstrak
Laboratorium  adalah  sarana  belajar  mahasiswa  dalam  meningkatkan  kompetensi.  Kompetensi  merupakan salah satu elemen penting dalam menentukan kualitas sumber daya manusia terutama dalam menghadapi tantangan di  era  revolusi  industri  4.0  yang  serba  mengandalkan  teknologi  dan  kecepatan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mendesain Laboratorium Pneumatik Hidrolik berbasis line produksi untuk   meningkatkan skill otomasi mahasiswa jurusan teknik mesin di era industri 4.0. Metode dalam penelitian ini menggunakan penelitian kuantitatif deskriptif. Pengambilan  data  melalui  observasi,  desain,  pretest  dan  post  tes.  Analisis  menggunakan  statistik  deskriptif  untuk menggambarkan  hasil  peningkatan  skill  mahasiswa.  Berdasarkan  hasil  penelitian  dapat  diambil  kesimpula  desain layout  laboratorium  berbasis  line  produksi  sangat  diperlukan  di  era  revolusi  industry  4.0.  Desain  produksi  yang direncakanan  dalam  pembelajaran  yaitu  siste  otomasi  untuk  pengeboran,  pengepresan,  conveyor,  robot  pick  and place  dengan  PLC  dan  HMI,  penerapan  desain  layout  dapat  meningkatkan  nilai  rata-rata  pengetahuan  dan  skill otomasi  (pembuatan  program  dan  simulasi  otomasi).  Peningkatan  nilai  rata-rata  pengetahuan  sebesar  22,72%. Sedangkan peningkatan kompetensi otomasi sebesar 29,23%.
Keywords: Laboratorium, pneumatik hidrolik, otomasi, industri 4.0

## PENDAHULUAN
Revolusi  industri  pertama  ditandai  dengan  diperkenalkannya  mesin  uap,  revolusi  industri  kedua ditandai  dengan  produksi  masal.  Revolusi  industri  ketiga  ditandai  dengan  pemanfaatan  teknologi
elektronik  dan  teknologi  informasi  disertai  penggunaan  mesin  otomasi  (Suharman  dan  Murti,  2019). Penelitian di bidang manufaktur mencapai 53%. Sebagian besar objek kajian riset terkait proses produksi seperti proses permesinan, optimasi penjadwalan produksi, otomasi, desain sistem dan layout manufaktur serta interaksi antara manusia dengan proses produksi (Prasetyo dan Sutopo, 2018).
Revolusi  Industri  4.0  mengakibatkan  berubahnya  cara  manusia  berpikir,  hidup,  dan  berhubungan satu  dengan  yang  lain.  Era  ini  akan  mendisrupsi  berbagai  aktivitas  manusia  dalam  berbagai  bidang (Prasetyo dan Trisyanti. 2018). Untuk menghadapi era revolusi industri 4.0, diperlukan pendidikan yang dapat  membentuk  generasi  kreatif,  inovatif,  serta  kompetitif.  Hal  tersebut  dapat  dicapai  salah  satunya dengan  cara  mengoptimalisasi  penggunaan  teknologi  sebagai  alat  bantu  pendidikan  (Lase,  2019).  Alat bantu pendidikan dapat disediakan pada laboratorium.
Keberhasilan program pendidikan melalui proses belajar mengajar yang sangat dipengaruhi oleh beberapa  faktor  yaitu,  mahasiswa,  kurikulum,  tenaga  pendidik,  dana,  sarana  prasarana  (Putranto,  2016). Sarana  pendidikan  adalah  salah  satu  penunjang  dalam  meningkatkan  mutu  pendidikan.  Terutama  dalam pelaksanaan proses pembelajaran sangat penting dalam mendukung kegiatan pembelajaran (Muna, 2016). Salah  satu  sarana  pendidikan  adalah  laboratorium.    Kegiatan  laboratorium  dapat  digunakan  sebagai alternatif kegiatan untuk mengeksplor dan memaksimalkan potensi belajar siswa (Laelasri dan Supriatno, 2018).  Keterampilan  menggunakan,  mengelola  alat  dan  bahan  laboratorium  sangat  diperlukan  untuk mendukung proses keberhasilan pembelajaran (Peniati dkk, 2014).
Laboratorium  dibutuhkan  sebagai  sarana  peningkatan  pengetahuan  dan  ketrampilan  peserta  didik dalam  kegiatan  pembelajaran  (Emda,  2017).  Prinsipnya  laboratorium  memiliki  3  fungsi  dasar  yakni Laboratorium  sebagai  pusat  pelayanan  kegiatan  penunjang  akademik/praktikum  bagi  mahasiswa  atau mahasiswi,  laboratorium  sebagai  pusat  pelayanan  kegiatan  penelitian  dalam  bidang  sains  dan  teknologi atau  bidang  terkait  lainnya  dan  laboratorium  sebagai  pusat  pelayanan  publik  dalam  berbagai  hal  yang berkenaan dengan bidang (Pascalis, 2018)
Laboratorium  digunakan  sebagai  sarana  belajar  mahasiswa  dalam  meningkatkan  kompetensi. Kompetensi  merupakan  salah  satu  elemen  penting  dalam  menentukan  kualitas  sumber  daya  manusia terutama dalam menghadapi tantangan di era revolusi industri 4.0 yang serba mengandalkan teknologi dan kecepatan  (Caressa,  dkk.  2019).  Kompetensi  profesional  merupakan  kompetensi  dari  seorang  tenaga pendidik  yang  lebih  menekankan  kepada  bidang  keilmuan  atau  penguasaan  materi  pembelajaran  sesuai dengan  bidang  keahliannya  dan  bidang  yang  diajarkannya.  Kompetensi  profesional  ini  sifatnya  sangat dinamis  karena  harus  selalu  adaftif  dengan  perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  (IPTEK) (Ta`ali, dkk., 2019).
Seiring  perkembangan  teknologi  yang  sangat  pesat,  mendorong  industri  untuk  dapat  menerapkan teknologi  kedalam  proses  produksinya,  salah  satu  teknologi  tersebut  yaitu  otomasi.  Penggunaan  sistem otomasi di sebuah industri manufaktur dapat meningkatkan produktivitas (Hakim dan Anugraha, 2017).
Perkembangan teknologi kontrol berbasis PLC, sudah semakin meluas disegala sector industri saat ini.  Sehingga  pasar  kerja  industri  di  era  revolusi industri  4.0,  adalah  salah satunya  menguasai  teknologi kontrol industri berbasis PLC yang sudah terkoneksi berbasis web. Bahkan teknologi kontrol industri ini tidak  hanya  diterapkan  hanya  di  industri  proses  produksi,  tetapi  2  disegala  sektor  seperti smart  home , kontrol dan monitoring aktifitas lalu lintas, kontrol dan monitoring penggunaan energi listrik, dan kontrol- kontrol lainnya (Hasan, dkk, 2020).
Dalam  pembelajaran  di  laboratorium,  untuk  menunjang  keterampilan  industri  4.0  dan  manufaktur banyak  menggunakan  aplikasi  Pneumatik  Hidrolik.  Saat  ini  proses  pembalajaran  di  laboratorium  masih menggunakan  pembelajaran  konvensional  biasa  menggunakan  media  trainer  dasar.  Pembelajaran  yang saat  ini  belum  menyentuh  aspek  pada  pendekatan  kondisi  dengan  industri  sebenarnya.  Untuk  itu diperlukan  desain laboratorium  berbasis line  produksi,  sehingga  dalam  proses  pembelajaran  menyerupai lingkungan  di  industri.  Dalam  proses  perkuliahan  mahasiswa  tidak  hanya  mendapatkan  pengalaman belajar  yang  dapat  meningkatkan  hard  skills  akan  tetapi  juga  kemampuannya  yang  bersifat  soft  skills. Hard  skills  dan  soft  skills  sangat  dibutuhkan  terutama  dalam  memasuki  dunia  kerja  (Delita  dkk,  2016).
Penelitian ini bertujuan untuk  mendesain Laboratorium Pneumatik Hidrolik berbasis line produksi untuk meningkatkan skill otomasi mahasiswa jurusan teknik mesin di era industri 4.0.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan
Penelitian  ini  menghasilkan  penataan  laboratorium  berbasis  produksi  pada  industri.  Bahan  yang digunakan  meliputi bahan yang  tersedia  di laboratorium  yaitu  mesin  bor  berbasis  pneumatik,  alat  press, konveyor, robot Pick and Place berbasis pneumatik dan PLC, serta pembuatan panel HMI .

## Metode
Metode  dalam  penelitian  ini  menggunakan  penelitian  kuantitatif  deskriptif.  Penelitian menggambarkan  kondisi  eksisting  dari  laboratorium  dan  perubahan  desain  layout  mendekati  dengan produksi di industri. Lokasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Laboratorium Penumatik Hidrolik Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Negeri  Semarang.  Teknik  pengumpulan  data menggunakan instrumen observasi pre test, dan post test pada mata kuliah Pneumatik Hidrolik Semester Gasal  2020/2021.  Teknik  analisis  data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  analisis  deskriptif. Analisis deskriptif digunakan untuk mendeskripsikan desain laboratorium serta proses pembelajaran pada mata kuliah Pneumatik Hidrolik.
.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  didapatkan  desain  layout  untuk  menunjang pembelajaran  pneumatik  hidrolik.  Dari  fasilitas  yang  sebelumnya  tersedia,  desain  layout  lab  pneumatik hidrolik  dihasilkan  line  produksi  proses  pembuatan  ring  berbasis  PLC  dan  HMI.  Peralatan  yang digunakan  antara  lain  meliputi:  Mesin  Bor  yang  dapat  doperasikan  manual  dan  otomatis,  mesin  press, conveyor, dan robot pick and place berbasis PLC dan HMI. Desain layout line produksi ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Desain Line Produksi Pada Laboratorium Pneumatik Hidrolik
Berdasarkan desain yang telah dibuat pada Gambar 1, skema proses line produksi pembuatan ring dimulai  dari  penyaalaan  pada  panel  HMI.  Selanjutnya  operator  mengambil  bahan  baku  dan  dilakukan pengeboran  secara  manual,  setelah  itu  dilakukan  pengepresan.  Material  yang  telah  dipress  kemudian ditempatkan  di  conveyor  untuk  selanjutnya  dipindahkan  untuk  proses  pengemasan  atau  packaging. Material  akan  dipindahkan  oleh  robot  pick  and  place  dari  conveyor  I  ke  conveyor  II.  Selanjutnya  dari Conveyor II akan diambil oleh operator lain untuk dilakukan pengemasan. Pada pelaksanaan penelitian ini desain yang dibuat hanya sampai menjalankan conveyor II.
Tahap  selanjutnya  adalah  penataan  laboratorium.  Hasil  penataan  laboratorium  dintunjukkan  pada Gambar  2.  Berdasarkan  Gambar  2.  Media  baru  yang  dibuat  adalah  panel Human  Machine  Interfac e (HMI). HMI adalah suatu sistem yang menghubungkan antara manusia dan teknologi mesin. Sistem HMI sebenarnya  sudah  cukup  popular  di  kalangan  industri.  Pada  umumnya  HMI  berupa  komputer  dengan display di Monitor CRT/LCD dimana kita bisa melihat keseluruhan sistem dari layar tersebut.
Gambar 2. Penerapan desain layout line produksi berbasis otomasi industri
Penerapan  desain  layout  berbasis  line  produksi  diterapkan  pada  pembelajaran  pneumatik  hidrolik program  studi  Pendidikan  Teknik  Mesin  semester  genap  2020/2021.  Subyek  penelitian  sebanyak  32 mahasiswa yang mengambil mata kuliah pneumatik hidrolik. Pembelajaran dilaksanakan berbasis proyek serta  dilaksanakan  sinkronus  dan  asinkronus.  Pada  tahap  awal  mahasiswa  diberi  materi  tentang  dasar- dasar pneuamtik, elektropneumatik, serta PLC dan HMI. Tahap berikutnya mahasiswa diberikan proyek pembelajaran  berbasis  kelompok  mendesain  sistem  otomasi  pada  line  produksi  menggunakan  simulasi. Simulasi dilakukan menggunakan berbantuan software FluidSIM, CX-programmer dan CX-designer. CX- programmer.    Software  FluidSIM  digunakan  untuk  mensimulasikan  program  robot  pick  and  place berbasis  pneumatik.  Software  CX  programmer  digunakan  untuk  simulasi  program  PLC  otomasi  robot pick and place serta keseluruhan program line produksi yang telah drencanakan. CX-designer digunakan untuk membuat tampilan pada HMI.
Berdasarkan  hasil  pelaksanaan  evaluasi,  hasil  penilaian  rata-rata  nilai pre-test dan post-test ditunjukkan pada Gambar 3. Materi yang diujikan pada pre-test dan post-test adalah pengetahuan materi tentang pneumatik, elektropneumatik, PLC, dan HMI.
Gambar 3. Grafik perbedaan rata-rata nilai pre-test dan post-test
Berdasarkan hasil penelitian, rata-rata nilai mahasiswa sebesar 63, sedangkan setelah dilaksanakan pembelajaran dengan team-based proyek desain otomasi terjadi peningkatan nilai rata menjadi sebesar 81. Dengan  demikian,  terjadi  peningkatan  nilai  rata-rata  mahasiswa  sebesar  22,72%.    Penilaian  berikutnya adalah  dalam  bentuk performance  test yaitu  meliputi  pembuatan  rangkaian  pneumatik,  pembuatan program  PLC  otomasi.  Hasil performance  test ditunjukkan  pada  Gambar  4. Team-based  project yang dibuat oleh mahasiswa makul pneumatik hidrolik semester genap 2020/2021 ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Team-based project sistem otomasi line produksi Kelompok Desain dan Program Otomasi Industri yang dibuat 1 Sistem Otomasi ring washer 2 Mesin Press Sampah Organik Otomatis 3 Mesin Pemilah dan Packaging barang berbasis PLC 4 Mesin Pangaduk dan Pencuci barang Otomatis 5 Sistem Mesin Pembuat  Gagang Pintu Almari Otomatis 6 Mesin Pemecah Bambu Otomatis berbasis PLC (Produksi Tusuk Sate Otomatis Berbasis PLC) 7 Otomasi Mesin bor (Lubang Dudukan Kunci) 8 Alat Pemilah Botol Plastik dan Kaleng Berbasis PLC
Gambar 4. Grafik perbedaan rata-rata nilai uji kinerja mahasiswa
66 83 0 50 100 Pre test Post Tes Rata-rata nilai pengetahuan Rata-rata nilai
65 84 0 50 100 Pre test Post Tes Rata-rata nilai skill pembuatan program otomasi Rata-rata nilai
Berdasarkan  hasil  penelitian,  rata-rata  nilai  mahasiswa  pembuatan  program  otomasi  sebesar  65, sedangkan  setelah  dilaksanakan  pembelajaran  dengan  team-based  proyek  desain  otomasi  terjadi peningkatan nilai rata menjadi sebesar 84. Dengan demikian, terjadi peningkatan nilai rata-rata mahasiswa sebesar 29,23%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai  berikut:  (1)    Telah  didapatkan desain  layout  laboratorium  berbasis  line  produksi.  Desain  produksi  yang  direncakanan  dalam pembelajaran yaitu siste otomasi untuk pengeboran, pengepresan, conveyor, robot pick and place dengan PLC  dan  HMI,  (2)  Penerapan  desain  layout  dapat  meningkatkan  nilai  rata-rata  pengetahuan  dan  skill otomasi  (pembuatan  program  dan  simulasi  otomasi).  Peningkatan  nilai  rata-rata  pengetahuan  sebesar 22,72%. Sedangkan peningkatan kompetensi otomasi sebesar 29,23%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  kepada  Fakultas  Teknik,  atas  pendanaan  penelitian  DIPA  FT  UNNES,  skema penelitian Penelitian Tenaga Kependidikan Fungsional Tahun 2021.

## DAFTAR PUSTAKA
Amna  Emda.  2017.  Laboratorium    Sebagai    Sarana  Pembelajaran  Kimia      Dalam  Meningkatkan Pengetahuan  dan  Ketrampilan Kerja Ilmiah. Lantanida Journal , 5 (1): 83-92. Banu Prasetyo dan Umi Trisyanti. 2018. Revolusi Industri 4.0 Dan Tantangan Perubahan Sosial,” IPTEK J. Proc. Ser. , 0 (5), : 22–27.
Delipiter Lase. 2019. Pendidikan di Era Revolusi Industri 4.0. SUNDERMANN. 12 (2): 28–43.
E.  Peniati,  Parmin,  E.  Purwantoyo.    2014.  Model  Analisis  Evaluasi  Diri  Untuk  Mengembangkan Kemampuan  Mahasiswa  Calon  Guru  Ipa  Dalam  Merancang  Pengembangan  Laboratorium  Di Sekolah. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia 2 (2) : 107-119
Felix Pascalis. 2018. Perancangan Laboratorium Dasar Terpadu Universitas Tanjungpura,” J. online Mhs. Arsit. Univ. Tanjungpura .  6  (1):13–30.
Fitra  Delita,  Elfayetti,  Tumiar  Sidauruk.  2016.  Peningkatan  Soft  Skills  Dan  Hard  Skills  Mahasiswa Melalui  Project-Based  Learning  Pada  Mata  Kuliah  Perencanaan  Pembelajaran  Geografi. Jurnal Geografi. 8 (2) : 124–135.
Hari Putranto. 2016. Pengelolaan dan pengembangan sarana praktikum laboratorium dasar instalasi listrik pada prodi pte Universitas Negeri Malang. Tekno . 25 (1): 33–43.
Hasan,  Wayan  Heyawan,  dan,  Irawan  Suharto.  2020.  Modul  Pratikum  Kendali  Otomasi  Industri  Dasar Berbasis PLC Outseals. Jurnal Elit. 1 (1): 1–9.
Hoedi  Prasetyo  dan  Wahyudi  Sutopo.  2018.  Industri  4.0:  Telaah  Klasifikasi  Aspek  Dan  Arah Perkembangan Riset. J@ti Undip: Jurnal Teknik Industri. , 13(1) : 17-26. Iseu Laelasari dan Bambang  Supriatno. 2018. Analisis komponen penyusun desain kegiatan laboratorium bioteknologi. Jurnal. Bioedukatika . 6 (2): 84-90.
Izza  Aliyatul  Muna.  2016.    Optimalisasi  Fungsi  Laboratorium  IPA  Melalui  Kegiatan  Praktikum  Pada Prodi PGMI Jurusan Tarbiyah Stain Ponorogo. Kodifikasia , 10 (1) : 109–131.
Luqman  Abdul  Hakim  dan  Rino  Andias  Anugraha.  2017.  Perancangan  Sistem  Otomasi  Proses Pelubangan  Kartu  Tekstil  Jacquard  Pada  Mesin  Punching  Di  Pt  .  Buana  Intan  Gemilang.  Jurnal Rekayasa Sistem dan Industri. 4 (1): 68–75.
Suharman  dan  Hari  Wisnu  Murti.  2019.  Kajian  Industri  4.0    Untuk  Penerapannya  Di  Indonesia. Jurnal Manajemen  Industri  dan  Logistik  Model  Transportasi  Pengiriman  Produk  Perishable .  3 (1) :  01- 13.
Suri  Rama  Caressa,  Devi  Anggraeni,  dan  Nur  Wening.  2019.  Hubungan  Kompetensi  Era  Industri  4.0,
Beban Kerja Organizational Citizenship Behaviordan Kinerja Karyawan. Jurnal Manajemen . 9 (1): 178–186.
Ta`ali Ta`ali,  Aswardi  Mawardi,  dan  Doni Tri  Putra Yanto.  2019.  Pelatihan  PLC  dan  Elektropneumatik untuk Meningkatkan Kompetensi Profesional Guru SMK Bidang Ketenagalistrikan. JTEV (Jurnal Tek. Elektro dan Vokasional). 5 (2): 88–95.