500 MILIK GARUDA INDONESIA

ANALISIS KEANDALAN APU GTCP85 STUDI KASUS PESAWAT BOEING 737-300/400/500 MILIK GARUDA INDONESIA

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

oleh :

WEWET WITARSA NIM : 23604001

PROGRAM STUDI MAGISTER DAN DOKTOR TEKNIK PENERBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISIS KEANDALAN APU GTCP85 STUDI KASUS PESAWAT BOEING 737-300/400/500 MILIK GARUDA INDONESIA oleh WEWET WITARSA NIM : 23604001 Program Studi Teknik Penerbangan Institut Teknologi Bandung

Menyetujui Tim Pembimbing Bandung, November 2007

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

ir. Mahardi Sadono, MT

Dr. ir. Edy Suwondo

Dosen Pembimbing III

ir. Cornelis Radjawane, MEng

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdu lillahi Rabbil-‘alamiin, atas selesainya pengerjaan Tesis ini. Selama proses pengerjaan Tesis ini, Penulis banyak mendapatkan kontribusi dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: •

Bapak ir. Mahardi Sadono, MT sebagai dosen pembimbing I. Terima kasih atas semua yang telah Bapak berikan : bimbingan dan pengajaran selama ini.

•

Bapak Dr. ir. Edy Suwondo sebagai dosen pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan tenaga serta memberikan motivasi dan wawasan ilmu yang berguna bagi Penulis.

•

Bapak ir. Cornelis Radjawane. MEng sebagai dosen pembimbing III yang telah membimbing dan menyediakan beberapa fasilitas selama penelitian di GMF-AeroAsia.

•

Bapak Dr. Hisar M. Pasaribu dan ir. Khairul Ummah, MT sebagai dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang berarti bagi penulis.

•

Para Engineer dan Staf GMF-AeroAsia yang telah meluangkan waktu dan tempat untuk berdiskusi dan membantu menyediakan data penelitian.

•

Staf Tata Usaha Departemen Teknik Penerbangan : Mbak Novi, Mbak Dian, Mbak Putik dan juga Mbak Vika.

•

Semua pihak yang telah membantu penulis dalam mengerjakan Tesis ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Dan tak lupa penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada Ibu dan Bapak penulis, terutama atas doa restu, kasih sayang dan pengorbanannya selama ini. Kepada adik-adik tercinta Nuriman, Indera, Wulan, Nugraha, Yudha dan Wira. Juga kepada istri penulis, Rhabiyanti Hidayattri, terutama atas segala dorongan, kesabaran dan pengorbanannya. Penulis mengharapkan tesis ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Akhirnya, dengan segala kerendahan hati, penulis membuka diri atas kritik dan saran. Bandung, 07 November 2007 Wewet Witarsa

iii

ABSTRAK

APU GTCP85 pesawat Boeing 737-300/400/500 milik Garuda Indonesia mengalami 2726 kasus kegagalan fungsional selama Januari 2003 sampai dengan Desember 2004. Jumlah kegagalan ini terlalu besar dibandingkan dengan target yang diinginkan Garuda Indonesia. Analisis keandalan komponen APU menunjukkan bahwa penyebab kegagalan tersebut adalah keandalan komponen yang rendah. Selain itu, penggunaan APU ratio factor diduga menjadi penyebab tidak efektifnya pelaksanaan program perawatan. Hasil analisis ratio factor tahun 2003-2004 menunjukkan nilai 27% lebih besar dari ratio factor seharusnya. Penelitian ini menggunakan Fault Tree Analysis (FTA) untuk lebih mengefektifkan proses troubleshooting dimana salah satu atau kombinasi dari 23 komponen sebagai penyebab kegagalan fungsional APU.

iv

ABSTRACT

APU GTCP85 of Boeing 737-300/400/500 Garuda Indonesia fleet has functionally failed 2726 times during period of January 2003 until December 2004. This values is considered too large. Reliability analysis of APU components shows that the cause of the functional failures is a low reliability of components. Furthermore, the use of improper APU ratio factor is suspected as the source of the ineffectiveness of maintenance program. Analysis APU ratio factor between 2003 – 2004 shows that it is 27% more than the correct value. This research uses Fault Tree Analysis (FTA) to increase the effectiveness of troubleshooting process where one or a combination of the 23 components as the source of the functional failures.

v

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................................ii KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii ABSTRAK ...................................................................................................................iv ABSTRACT...................................................................................................................v DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii DAFTAR TABEL.........................................................................................................ix BAB I. PENDAHULUAN.............................................................................................1 1.1 LATAR BELAKANG .......................................................................................1 1.2 RUMUSAN MASALAH dan TUJUAN PENELITIAN ...................................2 1.3 BATASAN MASALAH....................................................................................3 1.4 METODOLOGI PENELITIAN.........................................................................4 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN..........................................................................6 BAB II. STUDI LITERATUR.......................................................................................7 2.1 PENDAHULUAN .............................................................................................7 2.2 SISTEM APU GTCP85 .....................................................................................7 2.3 PROSES PERAWATAN APU........................................................................10 2.4 METODE KEANDALAN...............................................................................12 2.4.1

Least square fit.....................................................................................13

2.4.2

Goodness of fit tests.............................................................................15

2.4.3

Metode Parametrik...............................................................................16

2.4.4

Fault Tree Analysis (FTA)...................................................................22

BAB III. EVALUASI DATA KEANDALAN ............................................................27 3.1 PENDAHULUAN ...........................................................................................27 3.2 TREND MONITORING .................................................................................27 3.3 KESALAHAN DALAM PERHITUNGAN APU HOURS .............................29 BAB IV. ANALISIS HASIL EVALUASI ..................................................................36 4.1 PENDAHULUAN ...........................................................................................36 4.2 ANALISIS KEANDALAN KOMPONEN APU.............................................39 4.2.1

Keandalan Komponen APU.................................................................47 4.2.1.1 APU control unit ......................................................................48 4.2.1.2 Oil pressure switch...................................................................51 4.2.1.3 Oil cooler .................................................................................54

vi

4.3 ANALISIS KEANDALAN APU ....................................................................57 4.4 FAULT TREE ANALYSIS.............................................................................63 4.4.1

Fault Tree APU ....................................................................................65 4.4.1.1

Analisis kualitatif fault tree ..................................................69

4.4.1.2

Analisis kuantitatif fault tree ................................................73

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................76 5.1 KESIMPULAN................................................................................................76 5.2 SARAN ............................................................................................................77 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................78 LAMPIRAN A: Skematik diagram APU GTCP85 (ref 2) ..........................................79 LAMPIRAN B: Sistem APU GTCP85 (ref 2, 4).........................................................80 LAMPIRAN C: Tabel nilai kritis pengujian goodness of fit (ref 13) ..........................98 LAMPIRAN D: Data waktu kegagalan komponen APU GTCP85 ...........................101 LAMPIRAN E: Tabel hasil pengujian Goodness of fit komponen APU GTCP85 .105 LAMPIRAN F: Kurva distribusi keandalan komponen APU GTCP85 ....................107 LAMPIRAN G: Peraturan MEL Mengenai Kegagalan Fungsional APU .................123 LAMPIRAN H: Engineering Information No: AG/49-00-00093R5.........................124 LAMPIRAN I: Data Utilisasi (Daily Flight Hours) Pesawat Garuda Indonesia.......126 LAMPIRAN J: Alur perpindahan APU GTCP85 dari tahun 2003-2005 ..................127 LAMPIRAN K: Data waktu kegagalan APU GTCP85 dan pengujian least square fit dan Goodness of fit...................................................................................129 LAMPIRAN L: Maintenance task APU ‘preflight check, transit check, overnight check, A check dan C check’ (ref 11)...................................................151 LAMPIRAN M: Fault tree APU GTCP85................................................................153 LAMPIRAN N: Hasil analisis kualitatif fault tree APU GTCP85 ............................164 LAMPIRAN O : Fault tree APU GTCP85 hasil analisis kualitatif...........................172

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Metodologi Penelitian ...............................................................................5 Gambar 2.1. Skema sederhana operasi APU .................................................................9 Gambar 2.2. Kurva probability density function (pdf) antara waktu a dan b ..............17 Gambar 2.3. Kurva cumulatif distribution function dari waktu 0 hingga t (ref 6).......18 Gambar 2.4. Kurva reliability function dari waktu 0 hingga t (ref 6)..........................19 Gambar 2.5. Karakter laju kegagalan early failure, constant dan wear out ................21 Gambar 2.6. Konstruksi umum pohon kegagalan (ref 7).............................................24 Gambar 2.7. Metode cut set dari FTA .........................................................................25 Gambar 3.1. Grafik moving average dengan nilai n = 3..............................................29 Gambar 4.1. Alur proses input data di GMF ...............................................................37 Gambar 4.2. Kurva pdf APU control unit....................................................................48 Gambar 4.3. Kurva keandalan APU control unit.........................................................49 Gambar 4.4. Kurva laju kegagalan APU control unit..................................................50 Gambar 4.5. Kurva pdf oil pressure switch .................................................................51 Gambar 4.6. Kurva keandalan oil pressure switch ......................................................52 Gambar 4.7. Kurva laju kegagalan oil pressure switch ...............................................53 Gambar 4.8. Kurva pdf oil cooler................................................................................54 Gambar 4.9. Kurva keandalan oil cooler .....................................................................55 Gambar 4.10. Kurva laju kegagalan oil cooler ............................................................56 Gambar 4.11. Kurva pdf APU GTCP85 ......................................................................60 Gambar 4.12. Kurva keandalan APU ..........................................................................61 Gambar 4.13. Kurva laju kegagalan APU ...................................................................62 Gambar 4.14. Alur pembuatan fault tree APU ............................................................64 Gambar 4.15. Fault Tree APU.....................................................................................65 Gambar 4.16. Fault tree analysis: kegagalan fungsi APU disebabkan tidak terjadi pembakaran di ruang bakar........................................................................67 Gambar 4.17. Fault tree analysis: kegagalan fungsional APU ketika proses starting 68 Gambar 4.18. Fault tree : no combustion ....................................................................70 Gambar 4.19. Fault tree APU......................................................................................75

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Pengelompokkan nilai x, y dan parameter metode least square of fit ........14 Tabel 2.2. Probability distribution function (pdf) .......................................................18 Tabel 2.3. Persamaan cumulatif distribution function .................................................19 Tabel 2.4. Persamaan mean time to failure..................................................................20 Tabel 2.5. Persamaan failure rate ................................................................................21 Tabel 2.6. Simbol-simbol pada pohon-pohon kegagalan.............................................23 Tabel 3.1. Jumlah PIREPS kegagalan APU dari Bulan Januari 2003 sampai dengan Desember 2004 ..........................................................................................28 Tabel 3.2. Data moving average dengan nilai n = 3 ....................................................28 Tabel 3.3. Cycle rata-rata per hari pesawat Boeing 737-300/400/500 selama bulan Januari 2003 sampai dengan Desember 2004 (ref 10 dan Lampiran I) .....31 Tabel 3.4. Waktu rata-rata pemakaian APU selama preflight check, transit check, RON check (ref 10 dan Lampiran I) ..........................................................32 Tabel 3.5 Penerbangan rata-rata per hari (ref 10 dan Lampiran I) ..............................32 Tabel 3.6. Nilai ratio factor sementara........................................................................33 Tabel 3.7. Hasil safety factor pesawat Boeing 737-300/400/500 ................................35 Tabel 3.8. Hasil ratio factor pesawat Boeing 737-300/400/500..................................35 Tabel 4.1. Umur komponen APU terhitung sejak time since intalled (TSI)................40 Tabel 4.2. Data untuk plot grafik distribusi Weibull komponen fuel shutoff valve .....41 Tabel 4.3. Data untuk plot grafik distribusi Lognormal komponen fuel shutoff valve 42 Tabel 4.4. Data untuk plot grafik distribusi Exponensial komponen fuel shutoff valve ...........................................................................................................43 Tabel 4.5. Pengujian Mann’s untuk distribusi Weibull komponen fuel shutoff valve .44 Tabel 4.6. Pengujian Kolmogorov-Smirnov untuk distribusi Lognormal komponen fuel shutoff valve ........................................................................................45 Tabel 4.7. Hasil pengujian distribusi keandalan komponen APU ...............................46 Tabel 4.8. Nilai parameter distribusi keandalan komponen APU ...............................47 Tabel 4.9. Hasil keandalan komponen dengan t = 6570 jam .......................................57 Tabel 4.10. Waktu terjadinya kegagalan APU.............................................................58 Tabel 4.11. Hasil pengujian distribusi keandalan APU ...............................................59 Tabel 4.12. Parameter keandalan APU ........................................................................59 Tabel 4.13. Contoh kasus kegagalan fungsional APU.................................................63 Tabel 4.14. Analisis kualitatif fault tree: no combustion.............................................71 ix