CONTOH PROPOSAL PKM-KC (PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA KARSA CIPTA) (Didanai DIKTI 2018) PDF

Preview

Summary

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA IMAN KEMPES (Implementasi Antropometri pada Alat Kemudi Pesawat Terbang) : Solusi Untuk Mempermudah Pengendalian Arah Pada Pesawat Terbang. BIDANG KEGIATAN: PKM KARSA CIPTA Diusulkan Oleh: Meda Aji Saputro; D200140266; 2014 Nur Indah Swariningrum; J120150038; 2...

Description

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

IMAN KEMPES (Implementasi Antropometri pada Alat Kemudi Pesawat Terbang) : Solusi Untuk Mempermudah Pengendalian Arah Pada Pesawat Terbang.

BIDANG KEGIATAN: PKM KARSA CIPTA

Diusulkan Oleh: Meda Aji Saputro; D200140266; 2014 Nur Indah Swariningrum; J120150038; 2015 Lathiifah Thawafani; D600150084; 2015

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA SURAKARTA 2017

DAFTAR ISI JUDUL PROGRAM .............................................................................................. i PENGESAHAN USULAN PKM-KARSA CIPTA .............................................. ii DAFTAR ISI ........................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... iv DAFTAR TABEL .................................................................................................. v BAB 1. PENDAHULUAN ....................................................................................1 1.1 Latar Belakang ..........................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah .....................................................................................2 1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2 1.4 Manfaat ................................................................................................... 2 1.5 Luaran ..................................................................................................... 2 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................3 2.1 Kondisi Lingkungan Umum .....................................................................3 2.2 Gambaran Karsa Cipta ............................................................................. 4 BAB 3. METODE PELAKSANAAN ...................................................................6 3.1 Langkah Penelitian ...................................................................................6 BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ....................................................8 4.1 Anggaran Biaya ........................................................................................8 4.2 Jadwal Kegiatan ........................................................................................8 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 9 LAMPIRAN-LAMPIRAN Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing .............................11 Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan ..........................................................17 Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas ................ 20 Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana ...................................................21 Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang akan Diterapkembangkan ......................22

iii

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Cockpit pesawat terbang modern ...........................................................3 Gambar 2. Posisi control column dan rudder pedals saat ini pada cockpit .............4 Gambar 3. Rancangan Konseptual ...........................................................................5 Gambar 4. Rencana pelaksanaan kegiatan ..............................................................6

iv

DAFTAR TABEL Tabel 1. Dimensi yang akan digunakan dalam perancangan IMAN KEMPES .......7 Tabel 2. Rekapitulasi anggaran biaya PKM – KC ..................................................8 Tabel 3. Jadwal kegiatan .........................................................................................8

v

1

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Dalam pengembangan dan perancangan suatu produk, salah satu faktor yang paling penting adalah ergonomi. Cormick (1993) menggunakan istilah human factors untuk mengistilahkan ergonomi. Fokus dari human factors adalah interaksi manusia dengan produk yang memiliki tujuan untuk meningkatkan keefektifan, keefisienan serta keselamatan kerja maupun aktivitas lain melalui pendekatan yang berhubungan dengan kapasitas manusia. Oleh sebab itulah dalam memperbaiki rancangan cockpit (anjungan pesawat terbang) beserta isinya, sangat dianjurkan untuk mengacu dan memperhatikan segi ergonomi. Hal ini bertujuan untuk mencegah dan melindungi dari rasa tidak nyaman, dan kelelahan pada tubuh pilot yang disebabkan oleh tata letak yang tidak logis, sehingga dapat berpotensi mengganggu keamanan dan membahayakan penerbangan (Rune, 2009). Untuk menerapkan ergonomika dalam cockpit berserta isinya, maka tak dapat dipungkiri bahwa antropometri, yaitu ilmu yang membahas secara spesifik ukuran-ukuran anggota tubuh manusia, memegang peranan penting. Karena hampir seluruh sistem di pesawat terbang dikendalikan dan dikontrol dari cockpit, khususnya alat kemudi pesawat yang digerakkan oleh tubuh pilot. Pesawat terbang memiliki tiga alat kemudi primer, salah satunya adalah rudder pedals. Rudder pedals merupakan bagian dari alat kemudi pesawat terbang yang terletak di bawah instrumen panel dekat kaki pilot pada ruang kemudi (cockpit) dan berfungsi untuk melakukan gerakan gelengan (yaw) ke kiri dan kanan (Daneshjo, 2013) serta memiliki peranan yang sangat penting ketika pesawat berada di darat (Handayo dan Subdibyo, 2011). Akan tetapi desain rudder pedals saat ini dirancang untuk ukuran kaki orang Eropa dan Amerika sehingga kurang ergonomis jika digunakan oleh orang Asia yang memiliki ukuran kaki lebih pendek (ilmuterbang.com) serta dapat menjadi beban kerja mental yang berakibat kecelakaan, karena dari 60% sampai 90% kecelakaan pesawat terbang berasal dari intensitas beban kerja mental yang tinggi (Zongmin, 2014). Disamping itu kondisi alat kemudi pesawat terbang saat ini, masih menerapkan prinsip bahwa manusia yang harus menyesuaikan diri terhadap kondisi mesin (Maria, 2016). Dalam ilmu ergonomi dijelaskan bahwa salah satu cara agar seorang pekerja merasa nyaman dengan pekerjaannya adalah kondisi peralatan atau mesin yang harus menyesuaikan dengan tubuh pekerja (Satheeshkumar, 2014). Hal ini dapat memengaruhi lingkungan kerja pada cockpit pesawat terbang dan menjadi peluang yang sangat besar ke depan untuk dapat diterapkan oleh produsen pesawat nasional maupun internasional dalam rangka untuk meningkatkan pangsa pasar dari seluruh dunia.

2

Dari permasalahan tersebut, belum ada penyelesaian yang pasti pada permasalahan tentang alat kemudi ini. Maka pada kegiatan ini diusulkan rancangan konseptual IMAN KEMPES yang mengakomodasi aspek ukuran antropometri dengan persentil 50 dan 90 laki-laki Amerika dewasa, sehingga ergonomis dan nyaman digunakan oleh pilot dari berbagai ras. Secara ringkas kegiatan ini merupakan IMplementasi Antropometri pada alat KEMudi PESawat terbang yang kemudian dinamakan IMAN KEMPES. 1.1

Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan di atas maka permasalahan pada penelitian ini dapat dirumuskan: bagaimana membuat rancangan konseptual dan prototype IMAN (mengIMplementasikan data ANnthropometri) pada KEMPES (alat KEMudi PESawat) sehingga efisien serta bisa digunakan oleh pilot dari berbagai ras tanpa mengesampingkan aspek kenyamanan? 1.2

Tujuan

Kegiatan ini bertujuan untuk: a. Merancang sistem dan konsep IMAN KEMPES sehingga aman dan nyaman digunakan oleh pilot dari berbagai ras. b. Membuat prototype IMAN KEMPES. 1.3

Manfaat

Adapun manfaat dari kegiatan yang dimaksud yaitu mampu menjadi alternatif pengganti alat kemudi rudder konvensional yang dirasa kurang ergonomis oleh sejumlah ras manusia (ras yang ada di dunia). Hal ini diharapkan akan lebih mengurangi risiko kecelakaan pesawat, karena akan memudahkan pengendalian pesawat di darat maupun saat menghadapi turbulensi di udara. Selain itu bagi produsen pesawat, desain ini akan bermanfaat dalam meningkatkan jumlah segmen pasar yang lebih luas karena desain mencakup antropometri orang Asia dan Eropa/Amerika. 1.4

Luaran

Luaran yang diharapkan dari kegiatan ini adalah (i) rancangan konseptual IMAN KEMPES dalam bentuk gambar 3D, (ii) prototype IMAN KEMPES yang digunakan oleh pilot dari berbagai ras dan (iii) artikel ilmiah dalam bentuk prosiding yang akan dimasukkan pada 21st International Conference on Applied Ergonomics di Tokyo, Jepang.

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Kondisi Lingkungan Umum

Salah satu faktor yang membuat pekerja dapat bekerja dengan produktif adalah dengan menciptakan lingkungan kerja yang tenang, aman, dan nyaman (Prasetyo, 2011) dengan memasukkan data antropometri. Antropometri (berasal dari bahasa Yunani: Anthorops = manusia; metron = ukuran) adalah pengetahuan yang menyangkut pengukuran tubuh khususnya dimensi tubuh manusia. Antropometri secara luas akan digunakan sebagai pertimbangan-pertimbangan ergonomis dalam proses desain produk maupun sistem kerja yang akan memerlukan interaksi manusia (Nurmianto, 2013). Hal ini tidak terlepas pada perancangan alat kemudi pesawat terbang yang bertujuan agar rancangan dapat terintegrasi dari atas ke bawah sehingga lebih terstruktur, berdasar dan bersifat koheren pada rancangan generasi selanjutnya. Diharapkan rancangan baru dapat membantu pilot dalam tugasnya menerbangkan pesawat lebih baik (Baxter et al., 2007). Seperti halnya pada mobil, pesawat juga memiliki ruang kerja yaitu cockpit. Cockpit merupakan tempat pilot mengontrol dan mengendalikan pesawat terbang, biasanya bagian ini terletak di daerah paling depan pesawat terbang (Cîmpian, 2012). Terdapat beberapa instrumen panel dan interface primary flight control atau yang dikenal dengan sebutan alat kemudi, alat kemudi ini yang memungkinkan pilot dapat menerbangkan dan mengendalikan pesawat. Alat kemudi pada pesawat terbang terdiri dari: (i) Control column (tuas kemudi) digunakan untuk roll (gulingan) dan pitch (anggukan) dari pesawat terbang oleh pergerakan elevator (ekor horisontal) dan aileron (ujung belakang sayap); (ii) Rudder pedals (alat kemudi rudder) yang berfungsi menggerakan rudder (sirip pesawat terbang) ke kiri atau kanan yang memungkinkan pesawat untuk bermanuver dan (iii) Kemudi throttle yang disediakan untuk mengontrol kekuatan mesin dan memberikan dorongan pesawat (Grag, 2013)(US.Departement of Transportation, 2016).

Gambar 1. Cockpit pesawat terbang modern Sumber: http://www.aerospace-technology.com

4

Desain cockpit yang dulu sempit dan sesak menjadi lebih nyaman serta mengubah sebutan cockpit menjadi flight deck (Gambar 1) agar tidak berbau pesawat tempur, sehingga menjadi nyaman, aman dan rapi pada cockpit pesawat modern (Yiyuan, 2011). Meskipun cockpit mengalami banyak perubahan bentuk dan desain sesuai perkembangan zaman, namun masih tetap ada beberapa masalah selama proses desain ergonomi dari cockpit, alat kemudi dan komponen lainnya pada kategori pesawat transportasi. Pertama, elemen desain ergonomis untuk kategori pesawat transportasi tidak begitu jelas dan lengkap, yang dapat menyebabkan potensi risiko dalam operasi pesawat. Kedua, tidak ada Standard Operating Procedure terpadu yang dapat mendukung aktivitas desain ergonomi dan proses cockpit (Zhang, 2014). Salah satu diantara beberapa permasalahan pada proses desain ergonomis di cockpit adalah rudder pedals (alat kemudi rudder) yang saat ini dirancang untuk ukuran kaki orang Eropa dan Amerika, sehingga kurang ergonomis jika digunakan oleh orang Asia yang memiliki ukuran kaki yang lebih pendek (Gambar 2). Sedangkan sebelumnya telah diciptakan kursi pilot yang dapat diatur sesuai ukuran tubuh setiap pilot dan dapat menahan beban hentakan hingga 6 Gravity (6G). Namun kelemahan dari kursi tersebut adalah harus terkunci secara benar pada relnya agar tidak bergerak ketika lepas landas ataupun mendarat. Kecelakaan dapat terjadi akibat dari kursi pilot yang tiba-tiba bergeser ke belakang disaat pesawat mulai rotation saat lepas landas yang mengakibatkan pilot menarik tuas kemudi melebihi yang dibutuhkan, hal ini disebabkan dari reflek sebagai upaya menahan dirinya, sehingga pesawat stall dan jatuh pada posisi mendongak (Hutagaol, 2013).

Gambar 2. Posisi control column dan rudder pedals saat ini pada cockpit Sumber: idkf.bogor.net dan www.aripsusanto.com 2.2

Gambaran Karsa Cipta

Rancangan IMAN KEMPES merupakan inovasi terbaru di dalam sistem interface primary flight control (alat kemudi)/stir pesawat terbang yang menggabungkan alat kemudi rudder dan control column, yang semula kedua alat ini terpisah. Namun perlu diingat bahwa rancangan IMAN KEMPES ini berbeda prinsip dengan sistem fly by wire (sebuah komputer elektronik yang

5

menggantikan kabel kendali logam yang berat dengan kabel data lalu terhubung dengan prosesor untuk mengerakan sirip-sirip kendali yang terdapat pada sayap pesawat terbang, atau biasanya pada mobil kita kenal dengan sebutan power steering dan pilot tidak langsung menggendalikan sirip-sirip kendali pesawat dengan alat kemudi yang ada di cockpit. Tetapi hanya memberikan sinyal ke komputer untuk mengolahnya dan menerukan sinyal tersebut ke sirip-sirip kendali). Meskipun begitu IMAN KEMPES tetap membutuhkan sistem fly by wire untuk meneruskan sinyal-sinyal dari cockpit ke sirip-sirip kendali pesawat. Karena pada dasarnya rancangan IMAN KEMPES hanya berfokus pada alat kemudi/stir/antar muka yang berhubungan langsung dengan pilot untuk melakukan beberapa gerakan pada pesawat terbang. Rancangan ini mengadopsi aspek ukuran antropometri dengan persentil 50 dan 90 laki-laki Amerika dewasa dengan mempertimbangankan tingkat keergonomisan, sehingga dalam pengoperasian alat kemudi rudder cukup menggunakan tangan pilot sebab alat tersebut telah menjadi satu bagian pada control column yang dalam pengoperasian juga menggunakan tangan dan alat kemudi rudder dapat dioperasikan tidak harus menggunakan kaki pilot. Hal ini dapat memberikan rasa nyaman, efisien dan kemudahan dalam pengoperasian pada pesawat terbang oleh pilot dari berbagai ras serta dapat mengurangi persentase intensitas beban kerja mental pilot yang dapat berakibat pada kecelakan. Berikut adalah sistematik dan desain rancangan konseptual dari IMAN KEMPES: Gambar 3 merupakan rancangan konseptual

Gambar 3. Rancangan Konseptual

6

BAB 3. METODE PELAKSANAAN 3.1

Tahapan Pelaksanaan Tahapan pelaksanaan diperlihatkan pada Gambar 4. Blok diagram ini memuat tahapan pelaksanaan, metode yang digunakan setiap tahap, hasil dari setiap tahapan penelitian, serta alat dan bahan yang digunakan.

Tahapan

Metode

Output

Alat dan Bahan

Identifikasi Masalah

Wawancara Terhadap Pilot dan Forum Diskusi Penerbangan

Data Keluhan Pilot

Draft Keluhan

Pengumpulan Data

Pengumpulan Data Sekunder dari Buku Referensi

Data Anthropometry Orang Dewasa Asia, Eropa, dan Amerika

Check Sheet

Penyusunan Konsep

Penentuan Data Anthropometry yang Digunakan

Konsep IMAN KEMPES

Software Microsoft Visio

Pembuatan Desain 3D

Desain 3D Rudder Pedals dengan Software Solidwork

Desain 3D Rudder Pedals

Software Solidwork

Pembuatan Prototype dan Evaluasi

Pembuatan Prototype sesuai Konsep dan Desain

-Prototype IMAN KEMPES - Analisis Hasil - Laporan

Alat Perkakas Bengkel

Gambar 4. Rencana pelaksanaan kegiatan 3.1.1

Identifikasi Masalah Tahapan identifikasi masalah ini bertujuan untuk mengetahui keluhankeluhan tentang pengoperasian alat kemudi rudder yang posisinya kurang ergonomis dengan cara melakukan wawancara terhadap pilot dan diskusi pada forum penerbangan. Keluhan tersebut diformulasikan menjadi masalah yang hendak diselesaikan dengan cara menetapkan tujuan pada kegiatan PKM KC ini.

3.1.2

Pengumpulan Data Pengumpulan data dari kegiatan ini berdasarkan dua referensi yaitu: (i) Boeing 737 measurements dari referensi Capt. Mark, dengan pertimbangan bahwa Boeing 737 merupakan pesawat komersil yang memiliki teknologi yang sangat mutakhir di zamannya, sekaligus menjadi salah satu objek penelitian dan

7

pengembangan pesawat komersil lainnya. (ii) Data sekunder dimensi tubuh atau anthropometry (Tilley, 1993). Data yang didapatkan dari literatur kedua adalah dimensi tangan laki-laki dewasa Amerika dengan persentil 50% untuk ukuran rata-rata dan 90 % (large man) untuk dimensi tertentu, dengan alasan dimensi tubuh terbesar dimiliki oleh manusia Eropa dan Amerika (Tilley, 1993). Pemilihan persentil tersebut dengan dasar agar ukurannya tidak terlalu besar dan terlalu kecil bagi sebagian ras manusia. Dimensi yang diukur dan digunakan untuk kegiatan ini disajikan pada Tabel 1. berikut ini.: Tabel 1. Dimensi yang akan digunakan dalam perancangan IMAN KEMPES

3.1.3

Penyusunan Konsep Penyusunan konsep ini adalah membuat sketsa rancangan awal desain IMAN KEMPES berdasarkan data-data yang telah diperoleh, yang nantinya akan digunakan sebagai pedoman dalam pembuatan desain 3D IMAN KEMPES.

3.1.4

Desain 3D Pembuatan desain 3D dari rancangan konsep yang telah dibuat dengan menggunakan software 3D Solidwork sehingga didapatkan desain 3D IMAN KEMPES.

3.1.5

Pembuatan Prototype, Pengujian dan Evaluasi Pembuatan prototype sesuai dengan konsep dan desain yang telah didapatkan sebelumnya dengan menggunakan alat: (i) alat perkakas bengkel dan bahan utama: (i) control column, (ii) handle, (iii) besi hollow, (iv) kabel wire, poros, dan (v) bearing. Hasil dari pembuatan prototype akan dilakukan pengujian tingkat keandalan dan kenyamanan dengan mengambil sampel sebanyak 20-30 pilot untuk mengoperasikan prototype tersebut. Pengujian ini menggunakan alat ukur anthorpometry sebagai indikator pengujian. Data pengujian yang sudah dilakukan, dicatat dan dijadikan sebagai bahan evaluasi dalam perbaikan

8

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 4.1

Anggaran Biaya Ringkasan anggaran biaya disusun sesuai dengan format pada Tabel 2 sumber dana PKM-KC berasal dari Ditlitabmas Ditjen Dikti. Tabel 2. Rekapitulasi anggaran biaya PKM – KC No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp) 1 Peralatan Penunjang Rp. 1.624.000,2 Bahan Habis Pakai Rp. 4.770.000,3 Perjalanan Rp. 1.882.800,Lain-lain: administrasi, publikasi, seminar, 4 Rp. 3.625.000,laporan Rp. 11.901.800.Total 4.2

Jadwal Kegiatan Adapun jadwal kegiatan penelitian ini disusun sesuai dengan format pada Tabel 3 sumber dana PKM – KC berasal dari Ditlitabmas Ditjen Dikti berikut. Tabel 3. Jadwal kegiatan

9

DAFTAR PUSTAKA Baxter, G., Besnard, D., and Riley, D. 2007. Cognitive mismatches in the cockpit : Will they ever be a thing of the past?. Applied Ergonomics 38 (4): 417-423. Bentham, J., Cesare, D.M., Stevens, A.G., Zhou, B., Bixby, H., and Cowan, M. 2016. A century of trends in adults human height. eLife, 5, 1-9. Cîmpian I. 2011. Ergonomics design of aircraft cockpit. Jurnal of Industrial Design & Engineering Graphics. 6 (1): 25-28. Daneshjo, N., Startyinski, C.D., Kohla, A., and Dietrich, C. 2013. Flight control system. Transfer inovácií. Ć 26 (2013): 33-38. Garg, A., Linda, R.I., and Chowdhury, T. 2013. Evolution of aircraft flight control system and fly-by-light flight control system. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 3 (12): 61-63. Handoyo, S. dan Sudibyo, D. 2014. Aviapedia – Ensiklopedia Umum Penerbangan Jilid 2. Jakarta: PT. Gramedia. Hutagaol, D. 2013. Pengantar Penerbangan Perspektif Profesional. Jakarta: Erlangga. Mark. 2004. Boeing 737 measurements for home flight Simulator flight deck building. http://www.markuspilot.com. Diunduh 26 April 2016. Maria, G.D. 2016. Human-machine interaction in aviation: A future threat or resource. American Journal of Science and Technology 3 (1): 25-42. Mc Cormic...