M Habibie Nur Islamsyah (1), Tranggono (2)
General Background: Rewinding electric motors is a fundamental aspect of electric motor maintenance, especially involving copper coil winding. Specific Background: Manual winding tools currently used in workshops are often inefficient, imprecise, and unsuitable for large wire diameters. Knowledge Gap: Despite the central role of coil winding, ergonomic and production-efficient tools for this process remain limited in design and functionality. Aims: This study aims to develop a more ergonomic and efficient copper winding tool using Ergonomic Function Deployment (EFD) and Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) methodologies. Results: Testing revealed that the newly designed tool significantly improves winding speed—tripling productivity from 1 to 3 coil blocks per minute—while also reducing process recalculations, balancing workloads, and enhancing operator comfort and safety. Novelty: Unlike existing tools, the proposed solution incorporates user-centered ergonomic design with optimized manufacturability and assembly, addressing both usability and production constraints. Implications: This innovation can increase workshop productivity, improve customer satisfaction, and serve as a model for future ergonomic tooling in motor rewinding operations.
Highlights:
Increases coil winding speed by 3×.
Enhances operator comfort and safety.
Reduces recalculation and production errors.
Keywords: Copper Winding Tool, Electric Motor Rewinding, Ergonomic Design, DFMA, Workshop Efficiency
Saat ini, kehidupan manusia sangat bergantung pada penggunaan alat dan mesin untuk mendukung berbagai aktivitas keseharian, baik di rumah ataupun di tempat kerja [14]. Banyak aplikasi, mulai dari rumah tangga sampai industri skala besar, membutuhkan motor induksi tiga fasa. Ini adalah perangkat listrik yang sangat membantu dalam mempermudah aktivitas. Sangat penting untuk proses produksi industri karena penurunan kinerja motor induksi dapat mengganggu proses produksi atau operasi industri secara keseluruhan [9].
Motor listrik dapat mempercepat proses produksi dan mempercepat waktu proses industri [12]. Akibatnya, mereka sangat penting untuk proses produksi industri atau pabrik. Faktor lingkungan, faktor mekanis, dan faktor elektris adalah tiga faktor utama yang sering menyebabkan kerusakan motor listrik [7]. Secara khusus, kerusakan pada komponen lilitan, yang dikenal sebagai winding, adalah yang paling sering terjadi. Lilitan motor dapat terbakar jika mengalami overload, ketika motor bekerja tanpa henti [11]. Dalam situasi seperti ini, penggantian lilitan baru harus dilakukan agar mesin dapat berfungsi kembali dengan baik [13].
Rewending adalah penggantian atau perbaikan lilitan kawat pada gulungan stator atau rotor motor listrik [10]. Ini dilakukan ketika lilitan mengalami kerusakan, seperti putus kawat, hubungan arus pendek (korsleting), atau kebocoran isolasi [4]. Tahapan rewending mencakup pelepasan lilitan yang rusak, pembersihan gulungan, dan pemasangan kembali lilitan dalam posisi yang tepat. Rewending motor lebih disukai dari pada membeli motor baru karena beberapa alasan. Yang pertama adalah biaya rewending biasanya lebih rendah dari pada membeli motor baru, sehingga menjadi pilihan yang lebih hemat uang jika kondisi motor tetap baik. Kedua, beberapa jenis motor listrik seringkali sulit ditemukan atau mahal, terutama yang dirancang khusus atau disesuaikan untuk berbagai tujuan. Rewinding adalah solusi yang lebih efisien dalam situasi seperti ini [6]. Salah satu masalah CV Karya Jaya adalah banyaknya permintaan untuk jasa rewending elektro motor. Hal ini disebabkan oleh jumlah elektro motor yang berbeda ukuran yang disebabkan oleh proses penggulungan dengan alat gulung awal. Proses penggulungan dengan alat gulung awal membutuhkan waktu yang lebih lama untuk setiap unit, yang menyebabkan bottleneck selama proses rewending. Akibatnya, waktu tunggu pelanggan menjadi lebih lama, yang pada akhirnya dapat menyebabkan pelanggan kurang puas dan bengkel kehilangan lebih banyak uang.
Proses penggulungan rotor generator memerlukan penggunaan alat gulung manual. Ini karena metode manual memakan waktu dan menyebabkan alat gulung rusak terlalu lama [8]. Metode ini memiliki beberapa keterbatasan. Ini termasuk hasil lilitan yang buruk dan waktu yang terlalu lama dihabiskan untuk melakukannya sekaligus. Dalam proses pengerjaan rewending motor, diperlukan alat usul yang dapat menyelesaikan masalah tersebut. Untuk membuat produk alat bantu yang ergonomis dan sesuai dengan kebutuhan pengguna, penerapan metode penerapan fungsi Ergonomic Function Deployment (EFD) dapat menjadi tujuan [15]. Untuk membuat alat bantu ergonomis, data antropometri diperlukan untuk menyesuaikan dimensi alat dengan dimensi tubuh pengguna [2]. Desain alat memungkinkan penggunaan bahan yang lebih efisien, mengurangi jumlah komponen yang perlu dipasang, dan mengurangi kemungkinan kesalahan dalam perakitan dengan menerapkan metode Design For Manufacturing and Assembly (DFMA) [3]. Inovasi produk sangat penting untuk keberlanjutan dan pertumbuhan perusahaan karena membuat nilai tambah, menarik pelanggan, dan membedakan dari pesaing [1]. Desain produk baru membantu memenuhi kebutuhan pelanggan dan menjalankan operasi [5]. Karena spesifikasi alat gulung saat ini tidak memenuhi standar pekerja karena industri rewending membutuhkan berbagai ukuran motor, alat gulung yang diusulkan akan dibuat sebagai pengembangan dari alat gulung yang sudah ada. Oleh karena itu, diciptakan alat gulung lilitan tembaga dengan berbagai ukuran yang praktis dan ergonomis.
II. Metode
Pada tahap awal, data dikumpulkan. Data primer dikumpulkan melalui observasi langsung, sementara data sekunder dikumpulkan melalui penelitian literatur. Ergonomic Function Deployment (EFD) dan Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) membantu merancang alat gulung lilitan tembaga dengan inovasi. Metode EFD merancang alat kerja yang memenuhi keinginan konsumen dengan aspek ergonomi pada produk, sedangkan DFMA merancang produk yang mudah diproduksi dan dirakit, yang mengurangi biaya dan kompleksitas proses manufaktur dan perakitan. Dalam proses inovasi alat usulan yang akan dilakukan, kedua pendekatan tersebut akan digunakan. Alur proses pembuatan alat gulung lilitan tembaga ialah seperti dibawah ini:
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
III. Hasil dan Pembahasan
Metode EFD
Tabel 1. Rekapitulasi Hasil Kuesioner Tingkat Kepentingan
KarakteristikProduk Alat Gulung Assembly
STPTPCPPSP
Alat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerja11
Tidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjang11
Ukuran alat disesuaikan dengan postur tubuh operator11
Tidak perlu banyak tenaga kerja, dan proses berjalan lebih cepat2
Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulungan2
Tabel 1 menunjukkan rekapitulasi hasil dari kuesioner Tingkat Kepentingan yang dikirim kepada operator. Operator diminta untuk memilih lima kriteria untuk menjawab, yaitu sangat penting, penting, tidak penting, dan sangat tidak penting.
Tabel 2. Rekapitulasi Hasil Kuesioner Tingkat Kepuasan
KarakteristikProduk Alat Gulung Awal
Apakah alat yang digunakan aman dan tidak menimbulkan kecelakaan kerja?11
Apakah desain yang ada menciptakan rasa nyaman bagi tubuh?11
Ukuran alat sesuai dengan postur Anda?2
Apakah alat dapat mempercepat dan menghemat energi?2
Apakah desain awal dapat mempercepat proses pengerjaan? 11
Tabel 2 menunjukkan rekapitulasi hasil kuesioner Tingkat Kepuasan yang dipakai guna melihat tingkat kepuasan operator pada produk awal. Operator diminta untuk memilih antara lima kriteria pengisian: sangat puas, sangat tidak puas, tidak puas, cukup puas, dan puas
Tabel 3. Hasil Data Goal
NoKeinginan OperatorGoal
1Alat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerja4,5
2Tidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjang4,5
3Ukuran alat disesuaikan dengan postur tubuh operator4,5
4Tidak perlu banyak tenaga kerja, dan proses berjalan lebih cepat5
5Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulungan5
Tabel 3 menunjukkan nilai skor tujuan, yang menunjukkan seberapa tinggi penulis ingin mengikuti keinginan pelanggan melalui penilaian apakah keinginan pelanggan bisa dipenuhi. Tingkat kepentingan dan kepuasan pelanggan dihitung dengan skala 1-5.
Tabel 4. Hasil Data Titik Jual (Sales point)
NoKeinginan KonsumenSkorImprovement RatioSales Point
1Alat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerja4,51,81,5
2Tidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjang4,51,81,5
3Ukuran alat disesuaikan dengan postur tubuh operator4,51,51,5
4Tidak perlu banyak tenaga kerja, dan proses berjalan lebih cepat.51,6661,5
5Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulungan521,5
Kontribusi keinginan Tabel 4 menunjukkan bahwa titik jual adalah hubungan antara konsumen dan daya jual produk untuk perolehan rasio peningkatan dari perhitungan tujuan dan kinerja kepuasan saat ini. Untuk data titik jual, dipilih 1,5 karena kriteria penilaian titik jual 1,5 memiliki pengaruh yang signifikan terhadap produk (Strong Sales Point).
Tabel 5. Data Hasil Perhitungan Kontribusi
NoKarakteristik teknisKeinginan KonsumenHubunganNilaiNormalized Raw WeightContributionsNormalized Contributions
1Kestabilan posisi alatAlat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerjaMenengah 30,1962,6480,113
Tidak perlu banyak tenaga kerja, dan proses berjalan lebih cepat.Kuat 90,202
Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulunganlemah10,242
2Tinggi tuas yang dapat disesuaikan dengan jangkauan tanganAlat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerjaKuat 90,1965,6460,240
Tidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjangMenengah 30,196
Ukuran alat disesuaikan dengan postur tubuh operatorKuat 90,164
3Dimensi memenuhi tinggi operatorAlat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerjaKuat 90,1964,6620,199
Ukuran alat disesuaikan dengan postur tubuh operatorMenengah 30,164
4Putaran poros yang halusAlat-alat ini aman untuk digunakan dan tidak menimbulkan kecelakaan kerjaLemah10,1967,4320,316
Tidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjangKuat 90,196
Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulunganKuat 90,242
5Waktu rata-rata yang diperlukan untuk menggulung satu blok lilitanTidak menyebabkan ketidaknyamanan setelah penggunaan jangka panjangKuat 90,1963,0960,132
Tidak perlu banyak tenaga kerja, dan proses berjalan lebih cepat.Menengah 30,202
Mengurangi waktu yang diperlukan untuk penggulunganMenengah 30,242
Total23,484
Menurut tabel 5, nilai kontribusi standar untuk karakteristik teknis adalah 0,113 untuk kestabilan posisi alat, 0,240 untuk tinggi tuas yang dapat disesuaikan dengan jangkauan tangan, 0,199 untuk dimensi yang memenuhi tinggi operator, 0,316 untuk putaran poros yang halus, dan 0,132 untuk waktu rata-rata yang diperlukan untuk menggulung satu blok lilitan.
Gambar 2. House of Ergonomic
Seperti yang terlihat pada gambar 2, hasil penyusunan HOE adalah yang paling penting untuk memenuhi kebutuhan perancangan produk alat gulung lilitan tembaga. Karakteristik produk, yaitu putaran poros yang ringan dan target spesifikasi poros yang dapat diputar dengan ringan dan mulus, mendapat urutan ke 1 dengan nilai 0,316, dan karakteristik produk, yaitu kestabilan dudukan alat dan target spesifikasi dudukan yang kokoh dan tetap stabil, mendapat urutan ke 5 dengan nilai 0,316.
Metode DFMA
Gambar 3. Rancangan Alat Gulung
Rancangan alat gulung dikembangkan berdasarkan persyaratan pengguna dan fitur teknis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Terdiri dari kerangka penyangga, dudukan poros, dan tuas pengatur, alat ini dirancang dengan kuat dan stabil. Selain itu, desain ini dirancang secara ergonomis untuk menyesuaikan postur dan jangkauan tangan operator. Poros dirancang untuk mendukung penggulungan yang efisien dan mulus dan membuatnya mudah diputar secara manual. Selain itu, rancangan ini mempertimbangkan kecepatan kerja dan kemudahan penggunaan selama proses produksi.
Tabel 6. Harga Komponen Alat Gulung Lilitan Tembaga
NoNama MaterialHarga / Biaya
1Besi hollow24.000
2Plat Besi25.000
3Bearing (UCP 205-1)50.000
4Counter65.000
5As besi st/4035.000
6Plat Besi Mal30.000
7Teflon Mal30.000
8Kayu Mal15.000
9Long drat m-10 dan Mur20.000
10Konsumable dan cat100.000
Total394.000
Tabel 6 menunjukkan harga masing-masing material yang dibutuhkan. Harga besi Hollow ialah 24.000 rupiah, plat besi ialah 25.000 rupiah, bearing UCP ialah 50.000 rupiah, counter ialah 65.000 rupiah, as besi ialah 35.000 rupiah, plat di mal ialah 30.000 rupiah, teflon di mal ialah 30.000 rupiah, mal kayu ialah 15.000 rupiah, long drat dan mur ialah 20.000 rupiah, konsumsi kemudian cat ialah 100.000 rupiah. total 394.000 rupiah.
Gambar 4. Operation process chart (OPC) Alat Gulung Lilitan Tembaga
Gambar 4 menunjukkan 21 kegiatan, masing-masing 15 kegiatan operasi selama 210 menit, 4 kegiatan inspeksi selama 15 menit, dan 1 kegiatan transportasi selama 3 menit, sehingga total 186 menit.
Tabel 7. DFA Waktu Perakitan Komponen
NoPerakitan masing-masing komponenJumlah teoritis (NM)Waktu (Detik)
1Penyambungan ke empat siku alas41.920
2Penyambungan alas bawah tipis1240
3Penyambungan besi hollow tegak ke tiap sudut siku alas41.070
4Penyambungan besi hollow pada alas atas1242
5Penyambungan alas atas ucp1240
6Pengeboran alas ucp4480
7Pemasangan bearing ucp pada alas ucp2478
8Pengelasan mur pada alas ucp4960
9Penyambungan alas counter pada alas ucp1250
10Pengeboran alas counter4480
11Pengelasan mur pada alas counter4963
12Pembubutan As ujung counter1730
13Pembubutan pengunci as counter1720
14Pemasangan As pada ucp dan counter1237
15Pengelasan baut sambungan As 1590
16Pengelasan plat mal pada sambungan plat1240
17Pengelasan mur pada sambungan plat mal1240
18Pemasangan plat mal pada As1240
19Pemasangan long drat pada mal2305
20Pemasangan mal pada plat mal2300
21Finishing1235
Total (TM)4211.160
Tabel 7 menunjukkan bahwa ada 21 bagian total dalam proses pemasangan semua komponen, dengan total 42 proses. Total material keseluruhan, atau bagian komponen, adalah 21 bagian, dan waktu perakitan total adalah 11.160 detik, atau sekitar 186 menit, untuk membuat produk alat gulung lilitan tembaga.
Gambar 5. Produk Pengembangan
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 5, alat gulung pengembangan memiliki berat 12 kg dan dimensi 60 mm x 23,5 mm x 80 mm. Material yang digunakan termasuk besi, kayu, dan teflon, dan alat ini dirancang untuk mempermudah proses penggulungan lilitan tembaga. Tabel 7 menunjukkan bahwa proses pemasangan setiap komponen terdiri dari 21 bagian dengan total 42 proses, 21 komponen, dan waktu perakitan sebesar 11.160 detik, atau sekitar 186 menit, dan efektifitas proses pembuatan sebanyak 0,6774. Artinya, dengan proses desain produk melalui 42 bagian dan waktu perakitan 11.160 detik, atau sekitar 186 menit, efisiensi perakitan sebesar 0,6774, atau 67,74%.
Rumus dapat digunakan untuk menghitung produktivitas kecepatan penggulungan:
Produktivitas : Output/(Input )
Alat Awal : 1/(104,4 )×100% = 1
Alat Usulan : 1/(31,8 )×100% = 3
Gambar 6. Presentase Waktu Percobaan
Hasil dari delapan percobaan menunjukkan perbedaan selisih perbedaan yang signifikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 6. Alat Awal rata-rata 104,75 detik dan Alat Usulan rata-rata 31,5 detik. Alat Awal dapat menggulung 1 block lilitan dalam 1 menit, sedangkan alat Saran dapat menggulung 3 block lilitan dalam 1 menit. Hal ini meningkatkan kenyamanan dan efisiensi waktu.
IV. Kesimpulan
Dengan mengutamakan kenyamanan dan keselamatan operator, penelitian ini menghasilkan alat gulung lilitan tembaga yang efektif untuk berbagai ukuran. Dengan desain ergonomis seperti dudukan stabil, tinggi tuas yang sesuai dengan jangkauan, dan ukuran alat yang menyesuaikan postur pengguna, CV Karya Jaya meningkatkan produktivitas pekerjaan. Hasil pengujian yang dilakukan pada elektro motor 5.5 HP dari lima percobaan menunjukkan bahwa alat gulung yang diusulkan memiliki produktivitas tiga kali lipat dibandingkan dengan alat yang dibuat sebelumnya. Sementara alat pertama hanya dapat menggulung 1 blok tembaga per menit, alat yang diusulkan dapat menggulung 3 blok tembaga per menit. Dengan perbaikan teknis, kemudahan putaran poros, dan desain yang mendukung kerja operator, peningkatan ini menghasilkan proses yang lebih cepat, lebih efisien, dan menghemat waktu tunggu antar proses yang lebih sedikit.
[1] F. Umam, H. Budiarto and A. D., Motor Listrik, Malang: Media Nusa Creative, 2017.
[2] D. Novianto, E. Zondra and H. Yuvendius, “Analisis Efisiensi Motor Induksi Tiga Phasa sebagai Penggerak Vacuum di PT. Pindo Deli Perawang,” SainETIn (Jurnal Sain, Energi, Teknologi & Industri), vol. 4, no. 2, pp. 73–80, 2022.
[3] L. Siregar, R. Silaen and J. L. Hutabarat, “Pengaruh Perubahan Beban terhadap Putaran dan Daya Masuk Motor Induksi Tiga Fasa (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-UHN),” Electric Power, Telecommunications & Control System (ELPOTECS) Journal, vol. 4, no. 1, pp. 1–15, 2021.
[4] A. Hendrawan, S. S. and R. A. A. Al Khomsi, “Penyebab Kerusakan Electro Motor Oil Max Pump pada Mesin Induk di KM. Dharma Kartika IX,” Saintara, vol. 5, no. 2, pp. 28–35, 2021.
[5] R. A. Kusuma and R. Setiawan, “Analisa Penyebab Terbakarnya Motor Induksi Tiga Phasa dengan Menggunakan Simulasi MATLAB,” Jurnal Kajian Teknik Elektro, vol. 7, no. 2, pp. 55–63, 2022.
[6] J. T. Susilo, S. Dinata, J. Setiawan and E. Santoso, “Analisa Efisiensi Motor Induksi 3 Phasa Hasil Rewinding dengan Pemodelan Finite Element,” EPIC: Journal of Electrical Power, Instrumentation and Control, vol. 6, no. 1, pp. 82–91, 2023.
[7] M. M. Riyanto and S., “Perencanaan Lilitan Motor Induksi 3 Fasa,” JIMR: Journal of International Multidisciplinary Research, vol. 1, no. 2, pp. 283–291, 2022.
[8] D. M. K. A. Rosa and I. N. Anggraini, “Sistem Proteksi Motor Induksi 3 Fasa terhadap Bermacam Gangguan Menggunakan Mikrokontroler,” Amplifier, vol. 10, no. 1, pp. 9–17, 2020.
[9] A. Fitriyanto and M. C. Fuad, “Rancang Bangun Smart Single Phase Motor Rewinding Test Result untuk Praktikum Perawatan dan Perbaikan Mesin Listrik,” Indonesian Journal of Laboratory, vol. 6, no. 2, pp. 114–121, 2023.
[10] I. D. Lesmideyarti and A. W. Aditya, “Desain dan Perancangan Sistem Kendali Penggulung Lilitan Kawat Tembaga pada Rotor Generator,” Prosisko, vol. 12, no. 1, pp. 94–101, 2025.
[11] H. Anshori, “Perancangan Mesin Potong Akrilik yang Ergonomis dan Ekonomis Menggunakan Metode Ergonomic Function Deployment (EFD),” Surya Teknika, vol. 7, no. 1, pp. 96–103, 2020.
[12] E. Kurniawan and H. Purnomo, “Perancangan Ulang Warp Beam Trolley Menggunakan Ergonomic Function Deployment,” Performa: Media Ilmiah Teknik Industri, vol. 20, no. 2, pp. 61–68, 2021.
[13] M. Azalia and L. Mendrofa, “Perbaikan Produk Blender Portable dengan Menggunakan Metode Design for Manufacturing and Assembly (DFMA),” Talenta Conference Series: Energy & Engineering, vol. 6, pp. 150–156, 2023.
[14] M. A. K. Istifa, “Peran Inovasi Produk dalam Meningkatkan Daya Saing Perusahaan di Pasar Global,” Review Pendidikan dan Pengajaran, vol. 7, no. 4, pp. 13760–13765, 2024.
[15] F. N. Fajrina and Z. Yamit, “Pengaruh Inovasi Produk, Desain Produk, dan Kualitas Produk terhadap Keunggulan Bersaing pada Produk Maybelline di Yogyakarta,” Selekta Manajemen: Jurnal Mahasiswa Bisnis & Manajemen, vol. 1, no. 2, pp. 131–142, 2022.