## PERANCANGAN SISTEM PNEUMATIK PADA PLASTIC INJECTION

## Peniel Immanuel Gultom
Jurusan Teknik Mesin  Institut Teknologi Nasional Malang
E-mail: peniel_immanuel@yahoo.com
Abstrak :  Salah  satu  peralatan  yang  perkembangannya  cukup  pesat  adalah  peralatan  yang menggunakan sistem pneumatik, karena sistem pneumatik adalah peralatan  yang perubahan energinya  dari  energi  fluida  (udara)  menjadi  energi  mekanik.  Disamping  itu,  peralatan  ini cukup  sederhana  dan  memberikan  keamanan  bagi  operator  dan  tidak  merusak  lingkungan hidup  karena  menggunakan  udara  disekitar  kita.  Pada  penelitian  ini  produk  yang  diteliti adalah  tutup botol plastik.  Berdasarkan  hasil  survey di  industri kecil pembuatan  tutup botol plastik  Malang,  ditemukan  bahwa  aktivitas  operator  mempunyai  beban  kerja  (torque)  yang tinggi dan dilakukan secara manual sehingga hal ini dapat mempengaruhi produktifitas kerja karena  sikap  kerja  operator  yang  kurang  ergonomis  sehingga  operator  menjadi  cepat  lelah dalam bekerja.
Oleh karena  itu diperlukan suatu alat  yang dapat meringankan kerja operator  dengan merancang  alat  kerja  baru,  plastic  injection  berdasarkan  prinsip  ergonomi.  Untuk  dapat menentukan  plastic  injector  yang  benar,  diperlukan  kriteria  penilaian  antara  lain:  analisis sikap kerja (Nordic Body Map) dan analisis torsi.
Hasil  penelitian  pada  pembuatan  tutup  botol  plastik  dangan  menggunakan  plastic injection  baru  berdasarkan  prinsip  ergonomi  tersebut  terdapat  kenaikan  jumlah  produksi sebesar 87,5 % dibandingkan dengan cara manual dan efisiensi waktu sebesar 46,41%.
Kata kunci: tutup botol plastik, plastic injection, produktifitas
F aktor  yang  paling  penting  dalam meningkatkan  hasil  serta  produktifitas tenaga  kerja  adalah  kelancaran  dalam proses produksi yang didukung oleh mesin dan  peralatan  kerja  yang  seimbang,  serta adanya  sarana  fasilitas  yang  mendukung proses  produksi  tersebut.  Sehingga  proses bekerja dapat berjalan secara optimal serta berjalan dengan baik dan lancar juga dapat mencapai  tujuan  perusahaan  tepat  pada waktu yang diinginkan.
Produk  ini  berupa  produk  tutup botol dari plastik seperti: bagian dari tutup botol kecap, saos, botol aqua. Berdasarkan hasil  survey  dilapangan  ditemukan  bahwa
aktivitas operator mempunyai torque yang tinggi dan
dilakukan  secara  manual.  Nosel yang sudah  dipanaskan  dengan  kompor  gas kemudian  plastik  daur  ulang  yang  sudah dibersihkan  terus  dimasukan  ke  dalam hopper dan bahan plastik tersebut meleleh kemudian diinjeksikan dengan cara menekan  ke  bawah  tuas  injektor dan keluar lewat nosel . Dalam proses produksi ini  terdapat  kesulitan  dalam proses pengoperasiannya,  yaitu  dengan  menekan keras  tuas injektor . Disamping  itu  posisi tuas injektor terlalu tinggi dan berat . Pada proses  membuka clamping dan  menutup untuk  pengambilan  produk  pun  terdapat
masalah karena pada proses ini menggunakan hand clamping untuk membuka  cetakan.  Pada  saat  menarik hand clamping pekerja harus memaksakan tenaga karena terlalu berat.
Berdasarkan atas pertimbangan diatas  didesain  suatu  alat plastic  injection dengan sistem pneumatik . Alat yang sudah ada  sekarang  mempunyai  beban  yang berlebihan karena dikerjakan secara manual  dan  membutuhkan  waktu  yang lama  dan  terlalu  memberatkan  pekerja karena  menggunakan  sistem  tuas  injektor dan hand clamping.
Berkaitan dengan hal tersebut diatas, maka  perancangan  dilakukan  dengan pemberian  fasilitas  kerja  pada  operator, perbaikan  prosedur  kerja  yang  lebih  baik dengan  pendekatan  prinsip  –  prinsip mengenai  sifat,  kemampuan,  keterbatasan manusia  dan  cara  pelaksanaan  yang efektif, sederhana serta memberi kemudahan bagi operator dalam bekerja.

## Pengertian Pneumatik
Menurut, (Sugihartono,
1996)
Pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari  gerakan  atau  perpindahan udara  dan  gejalanya.  Kelebihan  dari  alat pneumatik  yang  sangat  menonjol  adalah karena  udara  dapat  mengembang  dengan begitu kuat dan cepat dalam ruangan yang sempit  dan  waktu  yang  relatif  singkat. Bagian-bagian  utama  dalam  instalasi pneumatik  adalah  :  Kompresor,  Katup, Silinder,  Air  Filter,  Pengatur  Tekanan
Udara,
Pelumasan Udara
Mampat Perancangan  Fasilitas  Kerja Menurut, (Gustopo, D.,2005, ) Perancangan fasilitas kerja pada perusahaan yang dapat memenuhi  syarat  saat  dioperasikan  harus memiliki penampilan yang baik, memenuhi  standart performance yang ditetapkan,  tingkat  keandalan  yang  cukup tinggi,  sedang  optimal  penggunaannya tergantung  pada  aktivitas  tenaga  kerja untuk  memanfaatkan  rancangan  fasilitas kerja tersebut.
Dua  prinsip  aplikasi  konsep Human Integrated  Design yang  digunakan  dalam merancang  fasilitas  kerja  yaitu:  (1). Seorang  perancang  fasilitas  kerja  harus menyadari  benar  bahwa  faktor  manusia akan  menjadi  kunci  kesuksesan  dalam pengunaan perancangan fasilitas kerja. (2). Perlu juga menyadari bahwa setiap produk akan  memerlukan  informasi-informasi yang  mendetail  dari  semua  faktor  yang terkait dalam setiap proses perancangan.

## Memperbaiki Efisiensi Kerja Fisik
Pendapat,(  Wigjosoebroto,  S.,  2000) Dalam industri modern ini operator hanya akan  diperlukan  untuk  mengarahkan  dan mengendalikan  pekerjaan  yang  akan dilakukan  oleh  sebuah  mesin  atau  jaman sekarang disebut otomatisasi.
Jika  setiap  pekerjaan  membutuhkan banyak  energi,  maka  setiap  pekerjaan yang  akan  dilakukan  perlu  diatur  terlebh dahulu  agar  dapat  bekerja  sesuai  dengan kondisi  fisiknya.  Untuk  itu  operator  tidak
akan  merasa  terlalu  lelah.  Agar  dalam mengendalikan mesin tidak terjadi sebuah kesalahan.  Operator  harus  berhadapan dengan sebuah mesin yang harus diperhatikan adalah:
1. Mengenali  semua  pengendali  mesin seperti:  panel  atau  tombol  yang  ada pada mesin tersebut.
2. Tombol  atau  panel  harus  ditempatkan sesuai  dengan  fungsinya  dan  ditandai dengan  sesuatu  baik  huruf  maupun angka.
3. Rancangan sebuah mesin harus menjamin keselamatan operator.

## Sikap Kerja
Sikap  kerja  adalah  bentuk  tubuh pada  saat  melakukan  pekerjaan.  Sikap kerja  yang  salah  menyebabkan  terjadinya keluhan muskuloskeletal .  Mengukur  dan mengenali  sumber  penyebab  keluhan muskuloskeletal :(  Tarwaka,  Solichul  H.
Bakri, Lilik Sudiajeng., 2004).
1. Checklist
2. Model biomekanik
3. Tabel psikofisik
4. Model fisik
5. Pengukuran dengan videotape
6. Pengamatan melalui monitor
7. Metode analitik
8. Nordic Body Map (NBM)
Melalui NBM dapat diketahui bagian-bagian otot yang mengalami keluhan dengan tingkat keluhan mulai dari rasa  tidak  nyaman  (agak  sakit)  sampai sangat sakit. Dengan demikian maka dapat
diestimasi  jenis  dan  tingkat  keluhan  otot skeletal yang dirasakan oleh pekerja.
Torsi ( Torque )
Pendapat  (Nurmianto,  E.,  1997,  ) Analisa  ini  adalah  tentang  momen  torsi yang  terjadi  pada  bagian  tubuh  tertentu dari pekerja saat melakukan pekerjaannya. Analisa  torsi  bisa  disimulasikan  dengan software Mannequin Pro .
Mannequin Pro dapat juga menampilkan  suatu  grafik  dari  semua informasi  statistik  dan  pengukuran  yang terseleksi.  Terakhir,  dapat  juga  diukur Torque  Effect dari  setiap force (tekanan) yang  ditimpakan  ke  bagian  badan  dan akibatnya  kepada  bagian  /  anggota  badan yang  lainnya.  Kapabilitas  ini  sangat membantu  didalam  menghitung  suatu hambatan  terhadap stress dan strenght yang menimpa sebagian anggota badan.
Metode  Statistik  Untuk  Perhitungan Data
Keseragaman Data :
Untuk  keperluan  penghitungan  data dalam  penelitian  ini  menggunakan  rumus sebagai berikut (Sudjana, 1996)
 Rata – Rata Hitung
N X X   (1)
 Standart Deviasi untuk 30 sampel     2 2 2 i n n       i  (2)
 Batas Kontrol
  . k X BKB . k X BKA    
(3)
 Kecukupan Data
Pengujian kecukupan data ditentukan  berdasarkan  rumus  sebagai berikut : (4) Jumlah Ukuran Sampel Yang Seharusnya
N = 2 X . s . k      (5)

## Performance Rating
Sistem  yang  digunakan  untuk  rating dalam  pengukuran  kerja  adalah Westing
House Sistem Rating. Berdasarkan pengamatan  lapangan,  maka  ditetapkan faktor  penyesuaian  ( performance  rating ) pekerja  untuk  proses  pembuatan  produk dengan  injeksi  plastik  adalah  sebagai berikut :
a. Keterampilan  : Good (C1) : + 0,06 b. Usaha : Good (C1) : + 0,02 c. Kondisi : Average (D)  :    0,00 d. Konsistensi : Good (C) :  +  0,01
+
Pi       =  + 0,09 Pada  pekerjaan  pembuatan  produk dengan  injeksi  plastik  operator  bekerja secara  normal,  maka  P  yang  digunakan adalah  P  =  1.  Maka  Faktor  Penyesuaian
yang  akan  digunakan  dalam  perhitungan data nantinya adalah sebagai berikut:
Fp =  P + Pi =  1 + 0,09
=  1,09
Perhitungan Waktu Normal
N X Ws   (6)   % e Performanc Faktor Ws Wn   (7)
Perhitungan Waktu Baku
  % Allowance - 100% 100% Wn Wb   (8)
Perhitungan Output Standar
(9)

## METODE
Kerangka Penelitian
1. Studi Literatur
Pencarian  buku-buku  pedoman  yang mendukung penelitian.

## 2. Pengumpulan Data
Diawali  dengan  pengambilan  data  proses produksi  beberapa  produk  plastik  yang dibuat  dengan  proses  injeksi  dan  terbuat dari  plastik  daur  ulang,  seperti  tutup berbagai  macam  botol  plastik.  Kemudian dilanjutkan dengan  mengamati waktu dari tiap-tiap  proses  produk  tersebut  yang nantinya  diolah  menjadi  waktu  standard, yang setelah itu dapat pula dihitung output standar per jam. Diikuti dengan pengamatan  sikap  kerja  yang  nantinya akan  dihitung  beban  torsinya  melalui manequin pro .
    2 2 2 X X - X N s k ' N               Wb 1 Standart Output 
3. Pengolahan Data
Pada  pengolahan  data  awal  dilakukan pembuatan peta proses operasi dengan alat lama. Kemudian dilakukan uji keseragaman  dan  kecukupan  data  waktu proses  alat  lama  dan  perhitungan Wn,  Ws dan Os . Dilakukan perhitungan beban torsi dengan software  manequin  pro untuk kemudian  dicari  sikap  kerja  terbaik dengan beban torsi paling ringan.
4. Perancangan Alat
Merancang  alat  injeksi  plastik  dengan menggunakan  sistem  pneumatik  sebagai pengganti  cara  manual  serta  membuat prototipe  alat  untuk  kemudian  dilakukan uji  operasional  untuk  membandingkan Wn,  Ws  dan  Os  lama  dengan  yang  baru.
Setelah  itu  dibuat  peta  aliran  proses  kerja dengan alat baru.

## 5. Kesimpulan
Pada  tahap  ini  merupakan  jawaban  atas tujuan  penelitian  dan  tahap  akhir  dari metode  penelitian.  Hasil  rancangan  ini diharapkan  dapat  memberikan  masukan untuk  industri  kecil  pembuatan  produk plastik dengan sistem injeksi.
Diagram  alir  penelitian  dapat  dilihat  pada gambar 1.

## HASIL  DAN PEMBAHASAN
A. Kondisi Awal
Aktivitas  pada  proses  produksi  alat injeksi plastik saat ini adalah :
 Kompor  gas  pada  bagian  bawah barrel dinyalakan, kemudian ditunggu  sampai  pada  panas  yang diinginkan untuk dapat melelehkan plastik.
 Setelah  panas,  cacahan  plastik sebanyak  3  kg  dimasukkan  ke dalam hopper hingga plastik meleleh.
 Kemudian clamping ditutup  dan produk  mulai  dicetak  dengan  cara manual yaitu menarik tuas injektor pada  setiap  proses  pencetakkan (sekali cetak=1 produk).
 Setelah  semua  tercetak  /  proses selesai  maka clamping dibuka kembali.
 Produk  yang  telah  dicetak  masuk ke  dalam  ember  penampung  yang terletak dibagian bawah alat.
 Proses  selesai,  produk  diambil untuk proses selanjutnya.
Gambar 1 Proses Pencetakan
Gambar 2 Diagram Alir Penelitian Mulai Survey Identifikasi Masalah Pengumpulan Data Studi Literatur  Aktivitas Kerja
 Data Waktu Kerja Alat
Lama  Dengan  Sampel
30 Orang
 Sikap Kerja Pengolahan Data Y Keseragaman Data Perhitungan Waktu Kerja Dengan Alat Lama N Kecukupan Data N Peta Aliran Proses Manequin Pro Kesimpulan Perhitungan Wn, Ws, Os Dengan Alat Lama Perancangan Alat Baru Selesai Perhitungan Wn, Ws, Os Dengan Alat Baru Peta Aliran Proses Alat Baru Y N

## Gambar 3 Torsi Pekerja Kondisi Awal
Tabel 1 Peta Aliran Proses Produksi Alat Injeksi Plastik Saat Ini (3 kg bahan baku)
Peta Aliran Proses Kegiatan Total Waktu Pekerjaan           : Plastic Injection No. Peta             : 01 Dipetakan oleh  : Peniel Tanggal              : - Operasi
Inspeksi Operasi & Inspeksi
Transportasi Delay Storage 6 - - - 1 - 14,3 - - - 50 - Total 7 64,3 Lambang Jrk (m) Wkt (mnt) Aktifitas 1. Menyalakan Kompor
2. Menunggu Panas Barel
3. Memasukan Bahan ke Dalam
Hopper
4. Menutup Clamping
5. Mencetak Produk
6. Membuka Clamping
7. Mengambil Produk
0,3 50
4 1 5 1 3 Jumlah Total 64,3
Waktu Kerja dan Output Standar Produksi Dengan Cara Lama
 Jumlah sampel yang diukur = 30 orang.
 Waktu  normal  untuk  proses  pembuatan produk plastik  per  3  kg  bahan  baku,
dihitung  berdasarkan  faktor  penyesuaian yang telah ditetapkan, yaitu :
W n =      W observasi  rata-rata x    P
=   64,3  x  1,09
=   70,08 menit / proses
 Penetapan prosentase kelonggaran :
a. Personal allowance =   2 %
b. Fatigue allowance ditetapkan
berdasarkan  faktor  yang  berpengaruh yaitu  :
 Tenaga yang dikeluarkan = 6 %
 Sikap kerja                       = 2 %
 Gerakan tangan                = 6 %
c. Delay Allowance = 0 %
Jadi total allowance = 16 %
 Perhitungan waktu standar
W s =  W n x Allowance % % 100 % 100  =     70,08 x % 16 % 100 % 100 
=     83,42 menit / proses
 Output Standart
Os = Ws 1 = 42 , 83 1 = 0,72 proses / jam

## B. Hasil Rancangan
Gambar 4 Hasil Rancangan Plastic Injection
Gambar 5 Sikap Kerja pada Plastic Injection

## Gambar 6 Torsi Pekerja pada Plastic Injection
Waktu Kerja dan Output Standar
Produksi Dengan Alat Pres Baru
 Jumlah sampel yang diukur = 30 orang.
 Waktu  normal  untuk  proses  pembuatan produk actor    per  3  kg  bahan  baku,
dihitung  berdasarkan  faktor  penyesuaian yang telah ditetapkan, yaitu :
W n =   W observasi rata-rata x  P = 38,6 x  1,09
=   42,07 menit / proses
 Penetapan prosentase kelonggaran :
a. Personal allowance =   1 %
b. Fatigue allowance ditetapkan
berdasarkan    actor  yang  berpengaruh yaitu  :
 Tenaga yang dikeluarkan = 2 %
 Sikap kerja                       = 1 %
 Gerakan tangan                = 2 %
c   Delay Allowance = 0 %
Jadi total allowance = 6 %
 Perhitungan waktu standar
W s =W n x
Allowance % % 100 % 100  =   42,07 x % 6 % 100 % 100  =    44.7 menit / proses
 Output Standart
Os= Ws 1 = 44,07 1 = 1,35 proses / jam
Kenaikan  Waktu  Standart  dan  Output Standart
 Waktu Standar  :
Alat Lama  : 83,42 menit / proses
Alat Baru  : 44.7 menit / proses
 Output Standar : Alat Lama :  0,72 proses / jam
Alat Baru   :  1,35 proses / jam
Tabel 2 Peta Aliran Proses Plastic Injection Hasil Rancangan (3 kg bahan baku)
Peta Aliran Proses Kegiatan Total Waktu
Pekerjaan           : Plastic Injection
No. Peta             : 02
Dipetakan oleh  : Peniel
Tanggal              : -
Operasi
Inspeksi Operasi & Inspeksi Transportasi Delay Storage 6 - - - - 1 1 8,6 - - - - 30 1 Total 8 39,6 Lambang Jrk (m) Wkt (mnt) Aktifitas 1. Menghidupkan saklar
2. Menunggu Panas Barel
3. Memasukkan Bahan ke

## Hopper
4. Menutup Clamping
5. Mencetak Produk
6. Membuka Clamping
7. Mengambil Produk 8. Penyimpanan
0,1
30 4
0,5
3 0,5 0,5 1 Jumlah Total 39,6

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  hasil  pembahasan  dapat  diperoleh kesimpulan  sebagai  berikut  :  Pertama, Produktifitas kerja operator mengalami peningkatan  dikarenakan  adanya  perubahan pada sistem kerja alat plastic injection .  Dari proses  lama  menggunakan  cara  kerja  manual ke proses baru menggunakan mesin. Kedua,Kualitas  hasil  produksi  dapat  lebih seragam karena proses produksi menggunakan  mesin.  Ketiga,  Perancangan alat plastic injection dapat mengurangi beban kerja ( torque ) dari sistem kerja alat lam,
Keempat, Setelah perancangan waktu standart mengalami  efisiensi  waktu  sebesar  46,41%
dan  output  standart  mengalami  peningkatan sebesar  87,5%.  Saran,  Pertama  unit  elemen pemanas  disarankan  untuk  menggunakan lempeng  elemen.  Keda,    menambahkan tempat untuk cetakan produk .

## DAFTAR PUSTAKA
Gustopo,  D.,2005, Hand  Out  Analisa  dan Perancangan  Kerja ,  ITN,  Malang,
2005.
Nurmianto,  E.,  1997, Ergonomi  Konsep Dasar  dan  Aplikasinya ,  Penerbit  Guna Widya, Surabaya,
Sudjana,  1996, Metoda  Statistika ,  Edisi Kedua, Penerbit Tarsito, Bandung.
Sugihartono,  1996,  Dasar-Dasar  Kontrol Pnematik, Penerbit Tarsito, Bandung. Tarwaka, Solichul H. Bakri, Lilik Sudiajeng.,
2004, Ergonomi  Untuk  Keselamatan,
Kesehatan  Kerja  dan  Produktivitas ,
Uniba Press, Surakarta,
Wigjosoebroto, S., 2000. Ergonomi, Studi Gerak dan Waktu , Edisi Pertama,
Penerbit Guna Widya, Surabaya, 2000.