## ANALISIS PENGARUH HEART RATE VARIABILITY DALAM PENGGUNAAN WELDING SIMULATOR TERHADAP PERFORMANCE WELDER
Fedia Restu 1* dan Nurul Laili Arifin 2*
 Politeknik Negeri Batam Program Studi Teknik Mesin
Jalan Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: fedia@polibatam.ac.id; laili@polibatam.ac.id

## Abstrak
Penggunaan alat welding simulator yang menggunakan tiga bentuk posisi yaitu flat, vertikal dan overhead dapat diukur  menggunakan  HRV(Heart  Rate  Variability)  sebagai  penilaian  objektif  dan  SSQ(Simulator  Sickness Questioner) sebagai penilaian subjektif. Pengukuran kedua hal tersebut diketahui ada atau tidaknya hubungan atau pengaruh manusia terhadap penggunaaan alat tersebut terhadap performance operator simulator welding. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah  mencari hubungan antara posisi penggunaan  welding simulator,VIMS (Visual Induced Motion Sickness) dan performance welding.  Pada penilaian HRV, ternyata heart rate berpengaruh secara signifikan terhadap penggunaan alat welding simulator yaitu didapatkan hasil sebesar (F(2,23) = 3.670, p<0.05), sedangkan  pada  SSQ  dalam  analisis  statistik  RM  ANOVA  tidak  ada  pengaruh  secara  signifikan  untuk  gejala oculomotor dan disorientation tetapi pada gejala nausea berpengaruh secara signifikan karena didapat hasil nausea (F(2,23)=3.598,  p<0.05)  oculomotor  (F(2,23)=0.459,  p>0.05),  disorientation  (F(2,23)=1.467,  p>0.05  dan  total (F(2,23)=0.242,  p>0.05)  .  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  dalam  penggunaan  welding  simulator  dalam  jangka waktu yang lama akan berpengaruh pada kestabilan heart rate pada welder sedangkan dari segi subjektif faktor mual atau gangguan pada pencernaan sangat tinggi, untuk itu dianjurkan dalam penggunaan welding simulator pada saat kondisi fit atau sehat yang pada dasarnya gejala mual terkait dengan nausea sebagai variabel yang paling mendekati signifikan. Dari pengukuran tersebut menunjukkan hasil yang berbanding terbalik dimana performance welder denan score 1344,35 memiliki nilai tertinggi pada posisi vertical yang menunjukkan bahwa posisi vertical adalah posisi yang paling mudah dikuasai oleh responden tetapi memiliki heart beat yang tinggi sedangkan posisi flat  merupakan  posisi  tersulit  dengan  skor  1239,96  namun  menghasilkan  heart  beat  yang  paling  rendah  dan overhead merupakan posisi yang seimbang antara heart beat dengan performance yang berada pada posisi sedang dengan skor sebesar 1181,73.
Kata kunci: welding simulator , HRV, SSQ ,performance welder

## Abstract
The use of a welding simulator tool that uses three forms of flat, vertical and overhead positions can be measured using HRV (Heart Rate Variability) as an objective assessment and SSQ (Simulator Sickness  Questioner) as a subjective assessment. Measurement of these two things is known whether or not there is a relationship or human influence on the use of the tool to the performance of the welding simulator operator. The purpose of this research is to find the relationship between the position of the use of welding simulator, VIMS (Visual Induced Motion Sickness)  and  performance  welding.  In  the  HRV  assessment,  the  heart  rate  significantly  influenced  the  use  of
Vol. 10 No. 1, April 2018, 40-46
e -ISSN: 2548-9828
welding simulator tool that is obtained result of (F (2.23) = 3.670, p <0.05), while in SSQ in statistical analysis of RM ANOVA no significant effect for oculomotor symptoms and disorientation but on nausea symptoms have a significant effect because the results obtained nausea (F (2.23) = 3.598, p <0.05) oculomotor (F (2.23) = 0.459, p> 0.05), disorientation (F (2.23 ) = 1.467, p> 0.05 and total (F (2.23) = 0.242, p> 0.05) .This result ind icates that in welding simulator for long period of time it will affect the stability of heart rate in welder while in terms of subjective factor nausea or disturbance to the digestion is  very high, it is  recommended in the use of welding simulator at the time of fit or healthy condition which is basically nausea symptoms associated with nausea as the most significant variable. reversed where the performance welder denan score 1344.35 has the highest value in the vertical position indicating that the vertical position is the position most easily dominated by the respondent but has a high heart beat while the flat position is the hardest position with a score of 1239.96 but produce a heart beat the lowest and the overhead is a balanced position between the heart beat with a performance that is in a moderate position with a score of 1181.73.
Keywords: welding simulator , HRV, SSQ , performance welder
1. Pendahuluan
Kebutuhan  akan  tenaga  kerja welder yang berkualifikasi belum banyak terpenuhi hingga saat ini dikarenakan untuk membentuk weldingskill memerlukan  biaya  yang  sangat  tinggi.  Tingginya biaya  ini  disebabkan  oleh  kebutuhan  bahan  habis pakai  untuk  proses  latihan  Oleh  karena  itu pembentukan weldingskill dengan  biaya  yang  relatif murah menjadi tantangan para pencetak tenaga kerja baik  perguruan  tinggi  maupun  lembaga-lembaga pelatihan. Untuk meminimalisir biaya dan penggunaan  material  yang  banyak  dalam  pelatihan welding ,  maka  pelatihan welding dapat  dilakukan dengan  menggunakan welding  simulator yang  dapat dipakai oleh para welder untuk mengasah teknik-teknik dasar seperti speed, stick out , dan angle dimana teknik dasar tersebut sangat berpengaruh pada kualitas produk pengelasan. Sehingga nantinya dapat digunakan  untuk  meningkatkan  kemampuan  dalam teknik pengelasan.
Sama  halnya  seperti  pelatihan  menggunakan peralatan  las  yang  asli  dimana  mempunyai  banyak kendala-kendala  yang  dihadapi  oleh  operator pengelasan  salah  satunya  adalah  dalam  posisi pengelasan.  Dalam  praktek  pengelasan,  terdapat empat macam posisi pengelasan yaitu posisi di bawah tangan, posisi horizontal, posisi vertikal dan posisi di atas  kepala.  Keempat  posisi  tersebut  tentunya berdampak  pada  resiko  dalam  bekerja.  Dari  studi pendahuluan  terkait  posisi  pengelasan  menggunakan
Rapid  Upper  Limb  Assessment  (RULA) ,  diperoleh hasil  seperti  pada  Tabel  1.  Namun  dalam  penelitian ini,  RULA  hanya  sebagai  pengetahuan  bagaimana postur  atau  gaya  operator  dalam  menggunakan welding  simulator serta angle yang  digunakan  saat pengelasan  yang  akan  dihubungkan  dengan  durasi atau  lamanya  waktu  selama  penggunaan  alat simulator .
TABLE I ANALISIS RULA
Posisi Pengelasan Nilai Rapid Upper Limb Assessment (RULA) Di bawah tangan 10 Berisiko tinggi, mengencam dan perlu diterapkan adanya perubahan Horizontal (flat) 10 Berisiko tinggi, mengencam dan perlu diterapkan adanya perubahan Vertikal 10 Berisiko tinggi, mengencam dan perlu diterapkan adanya perubahan
Di atas kepala ( overhead ) 11 Sangat berisiko tinggi, perlu diterapkan adanya perubahan
Pada welding  simulatorvisual operator  dituntut untuk fokus pada simulator . Dalam durasi waktu yang lama  hal  ini  tentunya  akan  berpengaruh  terhadap Visual Induced Motion Sickness ( VIMS ). Visual yang bekerja pada welding simulator akan terlihat gambar titik  berwarna  hijau  maka  selama  mengelas  dalam posisi  yang  baik,  bila  ada  titik  kuning  maka  dalam pengelasan sudah agak menjauhi dari area yang akan dilas  dan  warna  merah  berarti  sangat  jauh  dari  area pengelasan, seperti ilustrasi pada Gambar 1.

## (a)

## (b)
Gambar 1. Titik Fokus Pengelasan: (A) Posisi Pengelasan
Menjauhi Area Dan (B) Posisi Pengelasan Yang Baik
Seperti  pada  penelitian  Wibirama,  dkk  (2014), tentang paparan cahaya dinamis terhadap VIMS yang sangat  mungkin  terjadi  pada  saat  menggunakan simulator [1] [2]. Paparan cahaya yang terus menerus ini  dalam  durasi  yang  lama  terhadap  warna-warna yang timbul pada monitor simulator disaat pengelasan juga akan berpengaruh terhadap VIMS [3].
Penelitian  terdahulu  juga  menjelaskan  bahwa welding  simulator dapat  mempengaruhi VIMS yang dialami oleh operator dapat diketahui dengan melihat dari  dua  sisi,  yakni  sisi  subyektif  dengan menggunakan SSQ (Simulator Sickness Questioner) [4] ataupun fisiologis dengan menggunakan HRV ( Heart Rate Variability ).
Penelitian  terkait VIMS ini  dipandang  perlu dilakukan karena dapat berpengaruh  terhadap proses pembelajaran  aktivitas welding dan  juga  dampak jangka  panjang  penggunaan welding  simulator terhadap kesehatan yang merupakan gangguan sesaat yang dipicu oleh adanya gangguan koordinasi di otak akibat adanya rangsangan dari luar yang diterima oleh panca  indera  secara  bersamaan  dan  diteruskan  ke dalam  otak.  Hasil  dari  penelitian  yang  sudah dilakukan, menunjukkan adanya pengaruh penggunaan  alat welding  simulator terhadap  VIMS [5].
Dari  latar  belakang  tersebut  maka  penulis tertarik  untuk  melakukan  penelitian  lanjutan  untuk mengetahui  keterkaitan  antara  hasil  penelitian  yang sudah  dilakukan  sebelumnya  dimana  dari  hasilnya menunjukkan  bahwa  penggunaan  alat welding simulator berpengaruh  terhadap  VIMS  yang  akan dibandingkan  dengan performance atau  nilai  yang diperoleh  dengan menggunakan  alat welding simulator.
Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah mencari hubungan antara posisi penggunaan welding simulator,  VIMS  (Visual  Induced  Motion  Sickness) dan performance welding.

## 2. Prosedur Penelitian
Berdasarkan uraian yang telah di paparkan pada latar  belakang,  maka  rumusan  masalah  yang  akan menjadi kajian dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh  penggunaan welding  simulator terhadap VIMS ( Visual Induced Motion Sickness )dalam mensimulasikan  aktivitas welding pada welding simulator  (FRONIUS) . VIMS yang  dialami  oleh operator  alat  welding  simulator  dapat  diukur menggunakan HRV ( Heart Rate Variability ) sebagai penilaian objektif dan SSQ ( Simulator SicknessQuesioner ) sebagai penilaian subjektif.
Independen  variabel  pada  penelitian  ini  adalah posisi simulasi pengelasan pada simulator. Sedangkan dependen  variabel  pada  penelitian  ini  adalah SSQ,
HRV dan Blink Rate .
Subjek  yang  dilibatkan  dalam  penelitian  ini adalah  mahasiswa  Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri Batam.  Subjek  berjumlah  26  orang  dengan  rentang usia 19-22 tahun dimana kesemuanya tidak memiliki pengalaman  dalam  menggunakan  alat welding simulator. Setiap  mahasiswa  melakukan  15  tahap simulasi selama 30-45 menit, yang divariasikan dalam tiga  posisi  ( flat,  horizontal,overhead )  diantaranya, yaitu:
1. pengisian  kuesionerSSQ  sebelum  melakukan simulasi  posisi  pertama  ( flat ).Kuisioner  SSQ digunakan  untuk  mendapatkan  informasi VIMS yang  dikembangkan  oleh  Kennedy  dkk  namun telah  ditranslasi  ke  bahasa  Indonesia.  SSQ berupa kuesioner yang berisi 16 gejala sickness yang  masing-masing  disertai  4  tingkat sickness yaitu  antara  “tidak”,  “sedikit”,  “sedang”,  atau “sangat”.
2. monitoring blink rate sebelum simulasi pertama ke camera. Smartphone digunakan untuk merekam blink  rate dengan  sistem  iOS  6,
Dual-core  1.3  GHz  swift,  memory  internal  64 GB, 1 GB RAM DDR2 selama proses simulasi dan sebagai alat monitor untuk mengukur heart rate menggunakan aplikasi.
3. melakukan simulasi posisi pertama.
4. pengisian kuesioner setelah melakukan simulasi posisi pertama.
5. monitoring blink  rate setelah  simulasi  pertama ke camera .
6. kembali ke tahap 1 sampai 5 dengan mengubah variasi  posisi.  Tahap  6  sampai  10  (posisi horizontal).  Tahap  11  sampai  15  (Posisi over head ).
Selama  simulasi  berlangsung  yang  diambil  data LF/HF  di  setiap  responden  pada  saat  poin  3,  poin  8 dan  poin  13  yang  dimana  poin  tersebut  merupakan aksi simulasi dengan menggunakan posisi pengelasan
secara  bergantian.  Rentang  waktu  pengambilan  data di setiap tahapannya dijelaskan pada Gambar.2.
Gambar 2. Rentang Waktu Simulasi

## 3. Olah Data dan Analisis Statistik
Pengukuran ini dilakukan dengan 2 jenis yaitu secara  objektif  dan  subjektif.  Pengukuran  objektif polar  monitor  yang  olahan  datanya  menggunakan software Kubios  HRV  dan  pengukuran  subjektif melalui  pengukuran  SSQ  yang  menggunakan  alat kuesioner SSQ [6].
Interval  R-R  dari heart  rate yang  diukur selama  simulasi dianalisis lebih lanjut  menggunakan software Kubios  untuk  memperoleh  Low  Frequency (LF) yang merupakan indikator syaraf otonom (syaraf tak  sadar)  yang  berfungsi  untuk  merangsang  kerja organ-organ tubuh (syaraf simpatik), High Frequency (HF)  dari  perhitungan  pada  software  Kubios  yang dianalisis  pada  laporan  ini  merupakan  suatu  syaraf otonom  (syaraf  tak  sadar)  yang  berfungsi  sebagai merangsang kerja organ-organ tubuh (syaraf parasimpatik).  Dari  data  LF  dan  HF,  kemudian dihitung  rasio Low  Frequency (LF)  dan High Frequency (HF)  yang  menunjukkan  perbandingan antara  syaraf  simpatik  dan  parasimpatik  (LF/HF). LF/HF  biasa  dipergunakan  sebagai  salah  satu indikator  untuk  mengetahui  irama  denyut  jantung yang mempengaruhi syaraf simpatik dan parasimpatik [7].
Analisis  statistik  yang  digunakan  pada penelitian  ini  menggunakan two  way  Repeated MeasureANOVA pada Statistical  Package  for  the Social Sciences 16. (SPSS 16.0). Data yang mengikuti asumsi  parametrik  akan  dilakukan  pengujian menggunakan Repeat  Measure ANOVA  (RM ANOVA)  dengan  nilai  signifikan  yang  digunakan adalah  0.05  (p<0.05).  Bila  posisi  didapatkan  nilai signifikan  (p  <0.05)  maka  dilakukan  uji pairwise comparrison dengan bonferronicorrection untuk
melihat  pada  posisi  simulasi  mana  sajakah  yang berpengaruh signifikan.
Setelah  analisis  dilakukan,  maka  dicari  ada atau  tidaknya  hubungan  antara  pengukuran  objektif dengan  subjektif,  yaitu  hubungan  antara  variabel LF/HF  dengan  variabel  SSQ  dan  hubungan  antara variabel blink  rate dengan  variabel  SSQ.  Selain  itu dilihat  juga  ada  atau  tidak  hubungan  antara performance dari welding  simulator dengan  LF/HF, blink rate dan SSQ.

## 4. Hasil dan Pembahasan

## 4.1. Heart Rate Variability (LF/HF)
Gambar 3. Rata-Rata LF/HF Pada Tiga Posisi, Sebelum Dan

## Sesudah Simulasi
Dalam  penelitian  ini,  semakin  tinggi  nilai LF/HF,  maka semakin tinggi  pula tingkat  stres  yang dialami oleh responden sesudah melakukan simulasi. Hasil perhitungan LF/HF untuk ketiga posisi simulasi pengelasan ditampilkan pada Gambar 3. Dari Gambar 3 dapat dilihat bahwa nilai LF/HF sesudah melakukan simulasi lebih tinggi dibandingkan sebelum simulasi pada ketiga posisi simulasi pengelasan.
Hasil uji statistik menggunakan RM ANOVA menunjukkan  bahwa  posisi  simulasi  pengelasan berpengaruh signifikan terhadap LF/HF (F(2,23)=3.670,  p=0.03).  Karena  adanya  pengaruh yang  signifikan  dari  faktor  posisi  simulasi  terhadap LF/HF,  maka  dilakukan  uji pairwise  comparrison dengan Bonferroni  correction untuk  melihat  pada posisi  simulasi  mana  sajakah  yang  berpengaruh signifikan  terhadap  LF/HF.  Dari  hasil  uji  tersebut, posisi  vertikal  memberikan  nilai  LF/HF  lebih  tinggi dibandingkan dengan posisi flat (p=0.02). Posisi over head juga menghasilkan nilai LF/HF yang lebih tinggi dibandingkan  posisi  flat,  akan  tetapi  perbedaannya
tidak menunjukkan signifikansi (p=0.09). Sedangkan, perbandingan  antara  LF/HF  pada  posisi vertikal dan over head tidak berbeda signifikan (p >0.05).
Hasil RM ANOVA juga menunjukkan adanya perbedaan  yang  signifikan  antara  sebelum  dan sesudah simulasi (F(1,23)=29.372, p<0.01). Perbedaan  nilai LF/HF sebelum dan sesudah simulasi adalah  2.66±8.69  untuk  posisi flat ,  4.69±8.3  untuk posisi vertikal , dan 4.67±8.93 untuk posisi over head . Meskipun demikian, tidak ada interaksi antara faktor posisi  simulasi  pengelasan  dan  waktu  pengukuran LF/HF (F(2,23)=0.952, p=0.39).

## 4.2. Simulator Sickness Quetioner (SSQ)
SSQ  total  merupakan  kombinasi  dari  gejala nausea,  oculomotor dan disorientation .  Dimana gejala oculomotor merupakan  gejala sickness yang mempengaruhi besar kecilnya pupil pada mata karena pengaruh intensitas penerangan/cahaya [8].Berdasarkan hasil pengolahan data kuisioner SSQ dan  kemudian  dianalisis  dalam  analisis  statistik  RM ANOVA tidak ada pengaruh secara signifikan untuk gejala oculomotor dan disorientation tetapi  pada gejala nausea berpengaruh  secara  signifikan  karena didapat  hasil nausea  (F(2,23)=3.598,  p<0.05) oculomotor  (F(2,23)=0.459,  p>0.05),  disorientation (F(2,23)=1.467,  p>0.05 dan  total  ( F(2,23)=0.242, p>0.05). Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  dalam penggunaan welding simulator  dalam  jangka  waktu yang  lama  akan  berpengaruh  pada  kestabilan heart rate pada welder sedangkan dari segi subjektif faktor mual  atau  gangguan  pada  pencernaan  sangat  tinggi, untuk  itu  dianjurkan  dalam  penggunaan welding simulator  pada  saat  kondisi  fit  atau  sehat  yang  pada dasarnya  gejala  mual  terkait  dengan  nausea  sebagai variabel yang paling mendekati signifikan.
Sedangkan  apabila  ditinjau  dari  segi  posisi (flat,horizontal  dan  over  haead)  terhadap  SSQ  total didapatkan  hasil  seperti  yang  tergambar  pada Gambar.  4.  Dari  Gambar  4,  tersebut  menunjukkan bahwa  nilai  sebelum  dan  sesudah  simulasi  tidak begitu  berpengaruh  pada  posisi vertikal dan over head .  Selisih  nilai  rata-rata  sebelum  dan  sesudah untuk posisi flat sangat besar dibanding dengan posisi
vertikal dan over  head yaitu  6.33  dengan  selisih vertikal 0.31  dan over  head 0.52.Dari  hasil  uji ANOVA menunjukkan tidak ada pengaruh signifikan dari faktor posisi simulasi pengelasan (F(2,23)=0.242,  p> 0.1 ) ,  sebelum  dan  sesudah simulasi  ( F(1,23)=2.011,  p> 0.1),  ataupun  interaksi antara  posisi  simulasi  pengelasan  ( F(2,23)=1.296, p> 0.1) terhadap SSQ total.
Gambar 4. Rata-Rata Total Sebelum Dan Sesudah Simulasi
4.3. Performance Welding Simulator
Dalam performance welding simulator mahasiswa sebagai responden melakukan pengelasan dengan  diakhiri score setiap  simulasi  seperti  pada Gambar 5. Gambar tersebut menunjukkan pada posisi vertical diperoleh score rata-rata  tertinggi  sebesar 1344,35  kemudian  pada  posisi flat diperoleh score sebesar 1239,96 dan pada posisi over head diperoleh score sebesar 1181,73. Dari hasil tersebut menunjukkan operatorweldingsimulator lebih mudah menggunakan  posisi vertical karena  memperoleh score rata-rata tertinggi diikuti oleh posisi flat diposisi kedua  sedangkan  posisi over  head merupakan  posisi paling  sulit  karena  memperoleh score rata-rata terendah dibanding posisi lainnya.
Bila  dibandingkan  dengan  nilai  LF/HF  pada HRV  dapat  dilihat  pada  Gambar  3  posisi vertical merupakan  posisi  yang  mengalami heart  beat yang paling tinggi diikuti posisi over head dan flat dengan tingkat heart beat paling rendah. Hasil tersebut di atas menunjukkan ada hasil yang bertolak belakang antara nilai performance dengan  HRV  dimana  pada  posisi vertical yang merupakan posisi paling mudah namun nilai heart  beat paling  tinggi  begitu  juga  dengan
posisi flat dimana  merupakan performance paling sulit namun nilai heart beat paling rendah.
Gambar 5. Performance Welding Simulator Score

## Kesimpulan

## Daftar Pustaka
[1] Wibirama, S., dan Hamamoto, K.(2014) 3D Gaze
Tracking on Stereoscopic Display Using Optimized Geometric Method,” IEEJ
Transactions  on  Electronics,  Information  and Systems. vol.134, no.3, pp.345–352.
[2] Wibirama,  S.,  Wijayanto,  T.,  Nugroho,  H.A., Bahit,  M.,  dan  Winadi,  M.N.(2015).  Quantifying Visual  Attention  and  Visually  Induced  Motion Sickness  During  Day-Night  Driving  and  Sleep Deprivation. International  Conference  on  Data and Software Engineering .
[3] Dziuda,  L.,  Biernacki,  M.P.,  Baran,  P.M.,  dan Truszczynski, O.E.(2014). The Effect of Simulated Fog and Motion on Simulator Sickness in  a  Driving  Simulator  and  the  Duration  of After-Effects. Journal  Applied  Ergonomics 45  : 406-412.
[4] Kennedy,  R.S.,  Stanney,  K.M.,  dan  Dunlap, W.P.(2000).  Duration  and  Exposure  to  Virtual Environments:Sickness Curves During and Across Session. Presence 9 (5), 463-472.
[5] Restu, Fedia.(2016). Analisis Pengaruh Penggunaan  Welding  Simulator Terhadap  Visual Induced Motion Sickness (VIMS). UGM Yogyakarta. ISBN;978-602-73461-3-0.
0 500 1000 1500 2000 2500 Ya ko b u s
Su ri yan syah
A rc h ime d es Me d io R isky…
A rd y S amu el Zal d i Bo n i De vi d S an jaya
Di cky Dwi A rl en
Is kan d ar H eri
1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920212223242526 Nama Flat Nama Vertical Nama Over Head
[6] Kennedy,  R.S.,  Lane,  N.E.,  Berbaum,  K.S.,  dan Lilienthal, M.G.(1993) Simulator Sickness Questionaire:An Enhanced Method for Quantifying  Simulator  Sickness. International
Jornal of Aviation Psychology. 3:3, 203-220.
[7] Jiang,  Xiao-ling.  dkk,  2015,  A  Blunted
Sympathetic  and  Accentuated  Parasympathetic Response  to  Postural  Change  in  Subjects  with Depressive  Disorders ,  Journal  of  Affective Disorders , no. 175, 269-274.
[8] Corwin,  J.E.,  2001, Buku  Saku  Patofisiologi ,
Penerbit Buku Kedokteran, Jakarta: EGC.