ANALISIS HEALTH, SAFETY, DAN ENVIRONMENT (HSE) BERBASIS LOGIKA FUZZY PADA UNIT PEMBAKARAN
(PREHEATER-ROTARY KILN-COOLER) STUDI KASUS INDUSTRI SEMEN
REVINA SAPTYA K.P 2408 100 096 Dosen Pembimbing D P bi bi Bidang Minat
: Imam I Ab di ST, Abadi, ST MT : Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
PENDAHULUAN Kurangnya implementasi metode di dunia industri yang bisa menggabungkan beberapa kondisi health, health safety, safety dan environment ( HSE ) dengan pembobotan tertentu. Telah banyak dilakukan penelitian tentang evaluasi Health, Safety, dan Environment ( HSE ) dengan berbagai pendekatan. Namun hanya sedikit yang membahas tentang HSE secara satu kesatuan untuk penilaian di industri berbasis logika fuzzy. Logika Fuzzy membantu memetakan masukan dan keluaran dengan cara efisien untuk membangun kesimpulan sehingga penelitian dilakukan dengan studi kasus pekerja di unit pembakaran b k i d t i semen untuk industri t k penilaian il i HSE dengan d keakuratan yang baik.
TUJUAN PENELITIAN IMPLEMENTASI
• Menerapkan Metode Sugeno yang menghasilkan k l keluaran Li Linguistik i tik untuk t k mempermudah d h mengambil bil kesimpulan hasil analisa. • Mengetahui fungsi keanggotaan yang paling tepat untuk penilaian masing‐masing sistem atau kesatuan HSE di industri semen.
KETERKAITAN
“ BATASAN MASALAH “ 1. Plant dan unit yang dianalisa adalah unit pembakaran (Preheater‐ Rotary Kiln‐Cooler) y ) wilayah I y 2. Standart yang digunakan untuk menentukan nilai safety integrity level (SIL) adalah ISA‐TR84 dan IEC 61508 3. Data‐data yang digunakan diperoleh dari data medical check up pekerja, buku maintenance harian, logsheet harian proses dan wawancara dengan pakar d k dan d petugas yang menangani permasalahan t i l h yang terkait 4 * Kapasitas 4. * Kapasitas Blower pada Blower pada Fan/Jam Fan/Jam == 572.000 m 572 000 m3 * Berat jenis udara pada 32oC * Udara yang dibuang ke stack * Efisiensi EP
= 1,2928 kg/ m3 = 1577,4468 m3 = 99 %
5. Model sistem berdasarkan logika fuzzy dan simulasi menggunakan software MATLAB
TINJAUAN PUSTAKA [1] A. Azadeh, I.M. Fam, M. Khoshnoud, and M. Nikafrouz.
Design an implementation of a fuzzy expert system for performance assessment of an integrated health, safety, environment ( HSE ) and ergonomics system: The case of a gas refinery.2008, pp 4280-4300. [2] G.S. Beriha,
B. Patnaik, S.S. Mahapatra, S. Padhee.
Assessment of safety performance in Indian industries using fuzzy approach. 2012.pp 3311-3323 [3] Yulaekah,Siti, Mateus Sakundarno Adi,and Nurjazuli, SKM. 2007 “Paparan Debu Terhirup Dan Gangguan Fungsi Paru Pada Pekerja Industri Batu Kapur“. Kesehatan Lingkungan Konsentrasi Kesehatan Lingkungan Industri. Universitas Diponegoro Semarang. Tesis [[4]Manual ] Handbook Perusahaan
‐‐‐‐PLANT‐‐‐‐ PROSES PEMBAKARAN
“ H, S, dan E “
“ Perhitungan Safety “
Keterangan Keterangan: Failure Rate komponen (per jam) TI = Test Interval TI Test Interval •PFD loop = PFD sensor + PFD Logic Solver + PFD aktuator •1oo1 •1oo1 •1002 •1003 •2002 •2003 • •2004
“ Perhitungan Feed BB “ ASUMSI untuk Perhitungan Feed Bahan Bakar berdasarkan Neraca Massa : * Kapasitas Blower pada Fan/Jam * Berat jenis udara pada 32oC * Udara yang dibuang ke stack * Efisiensi EP
= 572.000 m3 = 1,2928 kg/ m3 = 1577,4468 m3 = 99 %
* BJ udara pendingin = BJ x kapasitas blower * Udara ke stack = Udara pendingin–(udara tersier + udara sekunder) * Debu yang terbuang = Emisi EP cooler (mg/Nm3)x m3 * Debu ditarik fan(EP)= 2% klinker panas * Efisiensi EP = x 100% •Hasil Prod.Klinker
= Feed BB / Konstanta Fac.Perhitungan
METODOLOGI PENELITIAN
Diagram HSE
DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY
Fungsi-Luhur (3)
HealthRevisiNew Fix
Interpretasi-Audio (2) (sugeno)
f (u)
36 rules Interpretasi-Fungsi-Paru (3)
Health (4)
Interpretasi-Rontgen (2)
System HealthRevisiNew Fix: 4 inputs, 1 outputs, 36 rules
DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY
TingkatanSIL (2)
Saf etyTrapesium
LajuKecelakaan (3) (sugeno)
f (u)
54 rules Unsaf eAction (3)
Saf ety (3)
Unsaf eCondition (3)
System Saf etyTrapesium: 4 inputs, 1 outputs, 54 rules
DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY
Feed-Bahan-Bakar (3)
EnvironmentSegitigaFix
Konsentrasi-O2-PreHeater (3) (sugeno)
f (u)
81 rules Konsentrasi-CO-PreHeater (3)
Environment (3)
Emisi-EP-Cooler (3)
System EnvironmentSegitigaFix: 4 inputs, 1 outputs, 81 rules
Penentuan Range Environment 3.5
40
3
2.5 Konsentrasi O2 (%)
35
30
25
2
1.5
1 20
0.5 15
0
10
20
30
40
50 Data n
60
70
80
90
100
0 0
500
1000
Konsentrasi CO cluster rendah
1500 Data n
2000
2500
3000
0.1 Emisi EP Cooler cluster rendah 100
0.09
90
0.08
80 Emisi EP Cooler ( mg/Nm3 3)
0.07 Konsentrasi CO (% %)
Feed Coal (Ton/jam)
Konsentrasi O2 cluster rendah 45
0.06 0.05 0.04 0.03 0.02
60 50 40 30 20
0.01 0
70
10
0
1000
2000
3000 Data n
4000
5000
6000
0
0
500
1000
1500
2000
2500 3000 Data n
3500
4000
4500
5000
“ Parameter Logika Fuzzy Fuzzy “ H E A L T H
No
Input
1
Fungsi g Luhur
2 3
4
HSE
Interpretasi Audio (dB) Interpretasi Fungsi Paru Interpretasi Rontgen
Membership Function Baik Terganggu Buruk Acceptable UnAcceptable Normal Gangguan A Acceptable t bl UnAcceptable Normal Abnormal dengan Potensi Gangguan Fungsi
E N V I R O N M E N T
Range
No
Input
[ 1 3 ]
1
Tingkatan SIL
2
Laju Kecelakaan
3
Unsafe Action
4
Unsafe Condition
[ 10 90 ] [ 1 6 ]
[ 1 4 ]
S A F E T Y
Membership Function Aman Bahaya Rendah Sedang Tinggi Rendah S d n Sedang Tinggi Rendah Sedang Tinggi
Range [ 1 4 ] [ 0 5 ]
[ 0 7 ]
[ 0 7 ]
N No
I Input
Membership M b hi Function
R Range
1
Feed Bahan Bakar (Ton/Jam )
Rendah
[ 19.29 89.81 ]
Sedang Tinggi
2
Konsentrasii O2 PreHeate K P H (%)
R d h Rendah
[ 0 10 ]
Sedang Tinggi
3
Konsentrasi CO Preheater (%)
Rendah
[ 0 0.8 ]
Sedang Ti Tinggi i
4
Emisi EP Cooler
Aman Medium Bahaya
[ 0 300 ]
ANALISA DATA “ HEALTH “ Tahun
1 2 3
2009 2010 2011
Baik 18 17 16
Hasil Analisis Health Pekerja Cukup Beresiko Tidak Disarankan 7 1 3 13 0 4 13 0 2
Health Pakar
% Keakuratan Analisis 93,55 % 97,06 % 96,97 %
1 HasilHealth PakarHealth
0.9 0.8 07 0.7 0.6
Health
No
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
10
20
30
40
50 Data n
60
70
80
90
100
ANALISA DATA “ SAFETY “ • Penilaian safety tahun 2008, 2009, dan 2011 masuk ke dalam kategori g BAIK. • Tahun 2010 ‐‐‐‐ Medium untuk safety pada wilayah kiln. • Fungsi Keanggotaan Trapesium = 86,67 % • Fungsi Keanggotaan Segitiga = 73,33 73 33 % 1
Pakar Segitiga Trapesium p
HasilSafety-Segitiga HasilSafety-Trapesium PakarSafety
0.9 0.8 0 8 0.7
Sa afety
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
5
10
15 Data n
20
25
30
ANALISA DATA “ ENVIRONMENT “ No 1 2 3 4
Fungsi Hasil Environment Keanggotaan Tahun Segitiga 2011 n Data 347 Benar 310 Salah 37 Keakuratan 89,34
Pakar Gaussian Segitiga
Fungsi Keanggotaan Gaussian 347 298 49 85,88
Random Acak ( Gaussian ) 30 23 7 76,67
Random Acak ( Segitiga ) 30 29 1 96,67
1 Segitiga Gaussian Pakar
0.9 08 0.8
Environment
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
50
100
150
200 Data n
250
300
350
ANALISA DATA “ HSE “ 1 2
Fungsi Hasil Environment Keanggotaan Tahun Segitiga 2011 n Data 12 Keakuratan 91,67
Pakar Segitiga Trapesium Gaussian
Random Acak ( Gaussian ) 30 86,67
Random Acak ( Segitiga ) 30 93,33
Fungsi Keanggotaan Gaussian 12 100
Perbandingan Hasil dan Pakar Analisa HSE 1 Hasil HSE Segitiga Hasil HSE Trapesium data3
0.9 0.8 07 0.7 0.6 HS E
No
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
5
10
15 Data n
20
25
30
Keterkaitan Health
H & E
Keterkaitan Material dengan g Peralatan
H E A L T H Keterkaitan Tenaga j dengan g Material Kerja Keterkaitan Tenaga Kerja dengan Peralatan
H & S
Keterkaitan Safety S A F E T Y
S & E
Keterkaitan Material dengan Peralatan
Keterkaitan Tenaga Kerja dengan Peralatan Keterkaitan Tenaga Kerja dengan g Material H & S
Keterkaitan Environment E N V I R O N M E N T
Keterkaitan Material dengan Peralatan
KESIMPULAN • Logika Fuzzy dapat di Implementasikan untuk analisis HSE pada unit pembakaran Industri Semen. • Metode Sugeno yang memiliki hasil keakuratan 73‐100% dapat diterapkan untuk mempermudah dalam pengambilan keputusan analisis HSE • Untuk Untuk penilaian penilaian health ‐‐‐‐‐ Tahun 2009 hingga 2011 ‐‐‐‐‐‐nilai keakuratan 95,92%. • U Untuk penilaian t k il i safety f t 1. Tahun 2008 hingga 2011 ‐‐‐‐‐‐safety baik 2. Hasil p pengujian g j sistem random *Nilai keakuratan 86,67% ‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium *Nilai keakuratan 73,33%‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga.
KESIMPULAN •
Untuk penilaian environment 1. Tahun 2011 * Nilai keakuratan 100% 100%‐‐‐‐‐fungsi fungsi keanggotaan segitiga *Nilai keakuratan 91,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan gaussian 2.Pengujian sistem random untuk validasi sistem *Nilai keakuratan 96,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga *Nil ik k *Nilaikeakuratan 76 67% ‐‐‐‐‐‐fungsi 76,67% f i keanggotaan k G Gaussian i
•
Untuk penilaian HSE 1.Tahun 2011 *Nilai keakuratan 91,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga, *Nilai keakuratan 100%‐‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium. 2.Pengujian sistem random untuk validasi sistem *Nilai keakuratan 86,67% 86 67% ‐‐‐‐‐‐‐‐fungsi fungsi keanggotaan segitiga. segitiga *Nilai keakuratan 93,33%‐‐‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium
•
Terdapat keterkaitan antara health, safety, dan environment yang berhubungan dengan material, tenaga kerja, dan peralatan yang tergambar dalam segitiga HSE.
TERIMA KASIH…….
