1'-1
Prosiiling PertemllOll doli Preselltosi [!miol, PPNY-BATAN, Yogyakarto 25-27 April 1995
Blllml
250
ANALISIS KEGAGALAN MANUSIA DENGAN TEOR! IllMPUNAN FUZZY Johnny Situmorang PPTKR-BATAN, Kawasan PuspitekSelpOlrg, Ta1lgera1lg15310
ABSTRAK ANALISIS KEGAGALAN lvlANUSIA DENGAN TEOR! HIMPUNAN FUZZY. Pedlitungan probabilitas kegagalcm manusia secara k01lve1lsi01laldilalmka1l denga1l membentuk pollOn kejadiannya clan del/gall ni/ai probabilitas kegagalan be11lpa ni/ai derajat keal/ggotaan suaf1l elemen dalam suatu himplman. Nilai derajat keanggotaan ini adalah sllatu rel/tal/g I/i/ai probabilitas yang mel/gillllstrasikel1l pe11lbah lingusitik yang sesllnggull1lya banyak ditemllkcm dalam rekayasa mal/llsia (IlIIman engi1leeri1lg). C01ltoh perhitlll1ga1l yang diambi/ adalah kegagala1l telmisi melalmkan kalibrasi dengem probabilitas kegagalan sangat rendah
ABSTRACT HUlvIANA ERROR ANALYSIS BY FUZZY -SET. In c01lve1lsi01lalHRA the probability of Error is treated as a single and exact vallie thmllgh c01lstn/cting a eventtree, hIlt in this moment the Fuzzy- Set Theory is IIsed. Fllzzy set theO1Y treat the pmbabi/ity of error as a plallllsibility which illustrate a linguistic varible. Most parameter or variable in hllman e1lgi1leeli1lgbeel/ difmed verbal good, fairly good, worst etc. Which desclibe a ra1lge of al/Y vallie of probability. For example this al/alysis is qua1ltified the hllman error in calibration task, and the probability of miscalibmtiol/ is 1'el)'low.
PENDAHULUAN
P
abon kejadian "Human Reliability Analysis" (HR4) sangat berguna pada kuantifikasi keandalan manusia karena mereka dapat menggambarkan akombinasi logika daTi kombinasi probabilitas dan konsekuensi kcjadian. Pactabanyak sistem estimasi angka tunggal untuk setiap probabilitas daD konsehlcnsi adalah sukar karena ketidak- pastian dan ketridak-tclitian data. Pacta kesempatan ini akan dipergunakan himpunan fuzzy untuk ketidak-pastian dan ketidak-tclitian data tersebut. Selain itu kebanyakan keadaan pactarekayasa manusia mesin bersifatfuzzy seperti tidak dapat dijangkau, tidak dapat dikenalidan lain-lain. Kefuzzyan suatu keadaan itu sendiri datang daTi kekurangan jelasan batasan yang ditentukan. Tidak seperti dalam logika konvensionalyang mempergunakan logika tiner, yaitu kalau tidak 0 maka 1, himpunan fuzzy mempergunakan prinsip kecenderungan keanggotaan suatu clemen dalam suatu himpunan daB ini dinyatakan sebagai derajat keanggotaan. Dengan menetapkan derajat keanggotaan suatu clemen dalam suatu himpunan, maka possibilitas probabilitas kegagalan puncak dapat aiketahui.
Johnny Situmorang
Hubungan konstribusi setiap kegagalan individualterhadap kegagalan puncak kemudianakan ditetapkan melalui perangkingan setiap kegagalan individual terhadap kegagalan puncak. Dengan demikian maka pengaruh setiap kegagalan individual dapat ditentukan.
TEORI Teori himpunan fuzzy dikembangkan untuk menggambarkan keadaan kabur. Teori ini diperkenalkan oleh A. Zadeh pactatahun 1965. Ke-fuzzyan suatu penomena/keadaan berasal daTikekurangjelasan batasan tertentu. Suatu himpunanfuzzy A dari X dikarakterisasi oleh fungsi keanggotaan u(A(x» yang dihubungkan dengan suatu angka dalam interval [0,1]. Secara matematis himpunan fuzzy dapat dituliskan sebagai berikut dibawah ini : A = ((x(i), lI(A(xi))} dimana :
X
= = =
u
=
A
x
.. x(i)£¥
(1)
umversum clemen dalam suatu himpunan suatu kejadian derajat keanggotaan
ISSN 0216-3128
Prosidillg
Pertenuloll
PPNY-BATAN,
dfllJ Preselltasi
llmioh
251
Bllklll
Yo!:yokorto 25-27 April 1995
Sedangkan penyajian himpunan fuzzy dapat dilakukan secara diskret atau kontinue. Untuk - penyajian diskret himpunan fuzzy fungsi keanggotaannya dinyatakan dalam bentuk array, sedangkan untuk p~nyajian kontinu fungsi derajat keanggotaan dinyatakan secara umum dalam bentuk fungsi sebagai berikut
yang terdifinisikan melalui fungsi keanggotaan sebagai berikut: 0 1-9
:
untuk
~
untuk m<x
=
u{P(xi»
x<m
L({m-X)/a)
J
1
-
u{x)
;
IR (
(X-D)IB)
dengan himpunanfuzzy
untuk
1+9 0
x>n,
adalah sebagai berikut :
a
dimana : m, n = nilai median a, 13 = penyebaran kiri daBkanan bersesuaian dalam bentuk fungsi L daBR. Operasi aljabar pad a himpunan fuzzy mengikuti prinsip ekstension yaitu : Bila Al dan A2 adalah dua himpunan fuzzy sembarang maka Al EBA2 yang mana EBadalah berupa penambahan, perkalian, pembagian ataupun pengurangan, akan berupa perpotongan dan gabungan dua himpunan fuzzy melalui pemaksimuman ataupun peminimum derajat fungsi keanggotaan kedua himpunan fuzzy tersebut. Namun demikian hingga saat ini operasi aljabar tersebut masih dalam pembakuan daTIbersifat empiris yang tergantung pactapenomena/keadaan yang dihadapi.
;
1 < P
m
;
m < p:;.n
i
n < P :i°
;
0 < P
1
(4)
/ sp(i)
Prinsip ekstension yang digambarkan dalam pendefinisian tersebut diatas memberikan hasH :
0
O.!p.!l(il.Hj}
I
log u(Pxj.Pxi).
l(i}.l(j)
l+g
{
0
..(i) .m(j)
< P .! n(i) .n(j)
n(i}.n(j)
< p.!
o(i).o"(j)
o(i) .o(j) < p ~ 1
(5)
dengan:
- p-l11(i). 11~(j): / =kiri
g(l})/
-
.. g(l})r
=
h(y)/
aCt) . a(j)
h(ij")r=
p-n(i) . n(j) ; r =konon 13(i)
a(i)
=
p 0
- p)
= (P(i)
.. utPtxi»
n
l
sp(i) = a atau 13
sebagai berikut
m
0 < P
= m-1, 13= O-n
8 (i)
1
;
daD (2)
x = (Ill, n, a, ~)
(3)
P(xi) = (1(i), l1I(i),n(i), O(i))
. 13(;)
. p(j)
+ a(j) . P(i) ; /
2 a(i) . a(j)
=kiri
P(i) . p(j) + P(j) . p(l) ; r =kanan
= IJ(ij)1
2 P(l). P(j)
(6)
(7)
(8)
(9)
- [g(ij}l
+ (Ir(ij)l)E
+ 2JE + 1/2
(10)
- [g(ij)r
+ (IJ(ij)r)E
+ 2JE + 1/2
(11)
Gambar 1. Probabilitasfllzzy
Penyajian nilai probabilitas kegagalan darisesuatu kegagalan X(i) untuk himpunanfuzzy kontinu dapat dilakukan sebagai berikut :
ISSN 0216-3128
=
H(ij)r
sedemikian sehingga hasil perkiraan EBberikut dan komplemen yang dipakai adalah :
Johnny Situmorang
Prosidurg Pertemllon dOlI Prese/ltosi IImio/1 PPNY-BATAN, Yo~yokorto 25-27 April 1995
Bllklll
252
=
P~~i)OP~.g)
=
I-p~\'i)
Pt
(1(i).1(j),1II(i),1II(j),1I(i).1I(j),0(i),0(j))
= P(xi).P(xj)
(12)
(1-1I(i),1-0(i), l-/l/(i), 1-1(i))
(13)
Dengan penjelasan tersebut di alas sebenamya hasil yang diperoleh adalah hasillinearisasi sehingga perl!l membedakan pemakaian operasi aljabar teori himpunanfuzzy tersebut. Dengan pertimbangan ini maka operasi yang akan dipergunakan adalah sebagai berikut :
Pl*P2 = (mi*m2,/li*1I2,mi*a2+m2*al-al*a2, *~2)
= Pm = = Pr = = PSI = =
Probabilitas tinggi
(0,150; 0,250; 0,100; 0,100) Probabilitas sedang (0,050; 0,080; 0,030; 0,030) Probabilitas rendah (0,010; 0,020; 0,010; 0,010) Probabilitas sangat rendah (0,008; 0,010; 0,002; 0,002)
Perhitungan
Keandalan
Manusia
Pacta penerapan teori himpunan fuzzy akan dikenakan terhadap masalah kalibrasi hipotetis. PekeIjaan kalibrasi dilakukan terhadap 3-set point.
1. Perkalian
/II *~2+/l2*~2-~1
=
(14)
l-A 2.
Penjumlahan Pl+P2
3.
= (m1+m2,
/11+/12,01+02,131+132)
Pengurangan PI-P2 = (ml-m2, /11.'/12,al-a2, ~1-~2)
(15)
(16)
Selanjutnya pengurangan kefuzzyan ssuatu probabiJitas kegagalan ddilakukan dengan perhitunganjarak antar nilai prohabilitas itu sendiri. Scbenamya actabeberapa mctode pengukuran jarak tersebut, akan tetapi pactakesempatan inipenuJisakan memakai metode Henmling, yakni :
S4
A
d(pxi,PxJ) =SQRT(II('ci)E+2-1I('r})E+2)
(17)
. J<:egagalan ...'set-up'
perala tan uji
B . Kegagalan mendetekai miBkaJ.iberaBi Bet-point C
. J<:egagalan
...ndeteltsi
miskaliberasi
D . J<:egagalan mendetekBi miBkaliberaei
TAT A KERJA
Gambar
FIe
2. Po 11011 kejadiclll 11Iiskalibrasi
pertama
set-point
kedu..
Bet-point
ketige
kegagaltlll
Car a Penentuan Probabilitas Penentuan probabilitasfllzzy suatu kegagalan pada prinsipnya berupa rentang nilai probabilitas. Probabilitas kabur ini dalam teori himpunan fuzzy disebut sebagai perubah linguistik, seperti rendah, menengah, tinggi daTIsebagainya. Perubah linguistik ini dikarakterisasi oleh apa yang disebut ganda lima (x, T(x), U, G, M) sehingga perubah linguistik yang terbangkitkan secara algoritmis terstruktur daTI melalui suatu pengertian modifikasi arti. Dengan prinsip tersebut diatas maka disusun nilai probabilitasfuzzy daTIpada kesempatan ini : Pst
=
=
Seorang teknisi melakUkanpe-set-up-an awal suatu alai uji, dimana dia dapat meJakukan dengan tingkat kegagalan probabilitas sedang karena dia sudah mengenal dengan balk pekeIjaannya tersebut, yaitu berupa penentuan nilai standard nominal melalui prosedur keIja. Contoh kesalahan dalam hat ini nlisalnyaadalah memilih standard yang salah, atau membuat kesalahn lain yang mungkin. Kesalahan yang timbul ini sebenamya masih bisa dipulihkan melalui pekeIjaan benar pactape-set-up-an set-point pertama. Akan tetapi biasanya seorang pelaksana set-up awal merasayakin telah melakukannya dengan benar sehingga kegagalan mendeteksi nliskaJibrasi daJamhal ini akan menjadi sangat tinggi. Pactaset-up
Probabilitas sangat tinggi (0,150; 0,500; 0,150; 0,150)
ISSN 0216-3128
Johnny Situmorang
-
~-
Prosidillg Perlemllall tlnll Preselltasi IlmiaIJ PPNY-BATAN, Y°1:yakarla 25-27 April 1995
Bllkll I
set-point kedua sangat erat hubungannya dengan set-up set-point pertama dan melibatkan faktor pemulihan. Bila temyata set-up set-point hams diperbaiki maka akan demikian pula selanjutnya untuk set-point kedua. Dengan alasan seperti ini maka nilai probabilitas kegagalan mendeteksi miskalibrasi dapat ditafsir-tentukan menjadi tinggi. Pactaset-up set-point ketiga tergantungketergayutan dengan pekerjaan sebelumnya, dimana faktor pemulihan tidak lagi rclevan pactatahap ini karena pelaksana sudah benar-benar merasa yakin dengan pelaksanaannya sendiri. Jadi dengan kata lain pacta tahap ini pelaksanaan bergayut sepenuhnya pacta pelaksanaan sebelumnya sehingga probabilitas . kegagalan miskalibrasi ditentukan sangat tinggi. Dengan perincianpemberiannilaiprobabilitas kegagalan tersebut dilengkapi dengan perhitungan komplemen untuk setiap nilai kegagalan tersebut maka perhitungan nilai probabilitas kegagalan miskalibrasi peralatan uji tersebut dapat diiakukall
Nilai probabilitas kegagalan untuk setiap kegagalan tersebut pacta pabon kejadian tersebut diatas adalah sebagai berikut: A = Pm = (0,050;0,080;0,030;0,030) B = Pst = (0,350;0,500;0,150;0,150) C = Pt = (0,150;0,250;0,100;0,100) D = Pst = (0,350;0,500;0,150;0,150)
=
a = I-A = (0,950;0,920;0,970;0,970) b = 1-B = (0,650;0,500;0,850;0,850) e = 1-C = (0,850;0,750;0,900;0,900) d = 1-D = (0,350;0,500;0,850;0,850) Sedangkan probabilitas kegagalan miskalibrasi diperoleh dengan pernmusan sebagai berikut :
F
= A*B*C*D = (0,0009187; 0,0050000; 0,0009687; 0,0040812)
dan nilai pemulihan kegagalan pertahap dan keselurnhan adalah sebagai berikut : Skeseluruhon = SJ + S2 + S3 + S4 = (0,9991;0,9950;1,0228;1,0660) dimana: 51 = a = I-A = (0,9500000;0,9200000;0,9700000;0,9700) 52 = A * b
rSSN 0216-3128
53 = A * B * c = (0,0148750;0,0300000;0,0146250;0,0146) 54 = A*B*C*d = (0,0017062;0,0050000;0,0016562;0,0059)
Uotuk pengeeekan basil akhir dilakukan dengan penjumlahan nilai probabilitas kegagalan dan nilai probabilitas berhasil (F+S), dan hasilnya adalah : (1,0;1,0;1,0237;1,0701). Sebagai perubah linguistiknilai probabilitas kegagalan tersebut diukur melalui pengukuranjarak tetpendek antara nilai probabilitas setiap kegagalan terhadap nilai probabilitas kegagalan terdefinisikan. Dengan eara yang sarna berdasarkan perhitungan jarak ini pula dapat ditentukan pengarnh setiap kegagalan dalam bentuk perangking-an. Hasil yang diperoleh adalah : d (P,Pst) = 0,64060 d (P,Pt) = 0,31820 d (P,Pm) = 0,09771 d (P,Pr) = 0,02058 d (P,Psr) = 0,00897 sedangkanjarak setiap kegagalan dengan kegagalan keseluruhan adalah :
HASIL DAN PEMBAHASAN
dan komplemennya adalah sebagai berikut
253
= (0,0325000;0,0400000;0,0225000;0,0225)
d (F,A) = 0,09771 d (F,B) = 0,64060 d (F,C) = 0,31820 d (F,D) = 0,64060 yang menyatakan bahwa kegagalan miskalibrasi adalah sangat rendah, dimana kegagalan yang paling berpengaruh adalah pelaksanaan pekeIjaan hingga tahap set-up set-point kedua. Sedangkan pengukuran jarak dengan pengeliminiran satu komponen kegagalan adalah
.
sebagai berikut:
d (F,-A) d (F,-B) d (F,-C) d (F,-D)
= = = =
0,07661 0,00635 0,01964 0,00635
adalah merupakan penggambaran rangking pengaruh kegagalan BID, A, dan C terhadap kegagalan keseluruhan.
KESIMPULAN Dengan menerapkan teori himpunan fuzzy terhadap kegagalan manusia pacta tugas kalibrasi peralatan uji dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Kegagalan kalibrasi suatu peralatan uji dengan tiga set-point adalah sangat rendah 2. Tingakatan pengaruh masing-masing kegagalan terhadap kegagalan keseluruhan dapat di-
Johnny Situmorang
Prosiding Pertel1Utall dall Pre~'elltasi Ilmia}, PPNY-BATAN, Yogyokarta 25-27 April 1995
Bllklll
254
tentukan, yaitu misalnya mulai dari yang paling berpengaruh hingga yang berpengaruh 'paling kecil, adalah sebagai berikut: B = Kegagalandeteksi miskalibrasi set-point pertama D = Kegagalandeteksi miskalibrasi set-point ketiga A = Kegagalan set-up awal C = Kegagalan deteksi miskalibrasi set-point kedua
DAFTAR PUSTAKA 1. TilLI, T., Fuzzy-Logik "Grundlagen, Anwendungen, Hard-und b Software", Franzis-Verlag GmbH & Co. KG, Muenchen, 1992. 2. TILLI, T., Automatisierung mil Fuzzy-Logik, Franzis-Verlag GmbH & Co. KG, Muenchen, 1992. 3. SWAIN,A.D.dan GUTTMAN, RE., Handbook of Human Reliability Analysis with Emphasison Nuclear Power Plant Applications, NUREC/ CR-1278 SAND80-0200,RX,AN, June 1983. 4. TANAKA, H. dkk, "Fault-Tree Analysis by Fuzzy IEEE Transaction on Reliability, vol. R-32, No.5, Des. 1983.
TANYA-JA\VAB Tri Madji A. - Pacta contoh tadi ditampilkan nilai probability fuzzy> 1. Mengapa suatll kebolel~adian nilainya bisa> 1 ?
-
Setelah suatu kegagalan terjadi apakah bisa dijamin bahwa kegagalan yang sarna tidak akan terulang 1. - Aplikasi himpunan fuzzy selain untuk analisis kegagalan
Jolmoy Situmoraog
-
Nilai probabilitas seharusnya tidak boleh 1. Pada
contoh yang disajikan pada Skeseluruhan =(0.9991; 0,9950; 1,0228; 1,0660) hal tersebut munrol. Hal ini mungkin disebabkan operator yang dipilih masih kurang tepat, atoll adalah memungkinkan bahwa nilai yang ditinjau tersebut adalah pada sifat sebaran kiri Kanan probabilitas fuzzy tersebut, yang berm°ti bahwa sebaran Kanan kiri tidak selalu berakhir pada derajat keangotaan O. - Kemungkinan kegagalan yang soma terulang setelah suatu kegagalan adalah /JIungkin,justru hal tersebut ditinjau pada saarpenyusunan pohon kejadian yang adalah spesifik terhadap suatu masalah yang dihadapi. - Himpunan fuzzy banyak diterapkan pada rekayasa alar kendali (kantrol). Djoko
-
SU)'OOO
Dalam abstrak dinyatakan, halma kegagalan melakukan kalibrasi dengan probabilitas kegagalan sangat rendall, mungkin bisa disajikan pemyataan tersebut secara kual1titatif.
Johnny SitumonlOg - JlIstrll /JIasalah kllantitatif ini yang menjadi masalah, karena ketersediaan data. data yang berasal dari negara majll (harat), serlo ketidak jelas batasanyang non dalam kllalisis keandalan manllsiayang ingin diperbaiki don dijawab.
.'
lSSNUO116-3128
Johnny Situmorang
~ ~
~.
--~
~
~-
-
~.~
~
---
Prosu/illg PertemlWII dall Preselltasi llmialt PPNY-BATAN, Yo~yakart(/ 25-27 April 1995
255
BI/klt I
INDEX PENULIS
A
F
Adianto, 63
Farizal, 195 Febrianto,206
Adolf AS., 184 Agus Baskoro, 47 Agus PUIwadi, 58
G
Agos Santoso, 15 Aminus Salam, 212,244
Giovani BR, 184 Gunawan, 70
Amir Supriyanto, 27 Anwar Budianto, 8 AriefHeru Kuncoro, 167
B Badi Wiyana, 212,244 Bambang Sumarsono, 114
H Hariyanto, 120 Heru S., 184
I Ign. Djoko manto, 95
Basuki AP., 184 Budi Rohman, 167 Budi S., 189
D D T Sony T, 159 Darsono, 41
J Johnny Situmorang, 250
K Kris Tri Basuki,229 Kusminarto,27
Deddy Harsono, 206 Djoko Hari Nugroho, 142 DjokoM.,189 Djoko Slamet Pudjorahardjo, 75 Djoko Sujono, 212,244
M M. Salman, 149 Marsongkohadi, 70 Moethohar LB, 41
Dwi HS., 184
E Epung S.B, 70
ISSN 0216-3128
N Nazly Hilmy,xv Ngatinu,212,244 Index Penulis
256
p
Suyamto, 83 Syafrizal, 41
Prajitno,218 Prayoto,viii
Syamsul Arifin, 189 Syarip,120
R
T
Rakis Ismanto, 218
T. Kanji, 95 Tono Wibowo, 236 Tri Hardi P., 189
Reynaldi N., 184 Rickwan Muchsin, 167 Ridwan, 70 - Rill Isaris, 229 Rini Heroe 0., 189
s S. Bekti Mulyantoro, 149
Tri Mardji Atmono, 1 Tri Wulan Tjiptono, 101,114
u Utaja, 201
Setiyanto, 120 Setyadi, 223 Sigit Haryanto, 8 Siti Nurul Lafifah, 206
v
Soedardjo, SA, 132 Sri Sulamdari, 22,33
w
Sriyana, 195 Subari Santoso, 229 Subarkah, 8
W. Prasuad, 70 Widdi Usada, 58
Sudaryanto, 212,244
WiIjoadi,236
Sudiyanto, 212,244 Sudjatmoko,15,22,27,33,75 Sunardi, 58
y
Suprapto, 15 Supriyanto, 125 Suryadi, 58,236 Sutadji Sugiarto, 22,33,53
Index PenuHs
.--
ProsidiJrc Perlenulan dan Presentas; llmiall PPNY-BATAN. YoK.I'akarta 25-27 April 1995
Bilk" I
VI.S. Wardhani, 184
Winduwati S., 184
Y Kukita, 95 Y Sardjono, 89,149,175 Yunanto, 236 Yusuf, 218
ISSN 0216-3128
Prosidillg Pertemllall tInll Preselltasi Ilminlt PPNY-BATAN, Yogyaknrtn 25-27 April 1995
BII/wI
257
DAFfAR SINGKATAN INSTANSI
ITB
Instihlt Teknologi Bandllng, Bandllng.
JAERI
Japan Atomic Energy Research Instihlte, Jepang.
PAIR
Plisat Aplikasi Isotop clanRadiasi, JI. Cinere Pasar JUl11 'at, Kotak Pas 43 KBYL, Jakarta Selatan.
PPEN
Plisat Penelitian Energi NlIklir, Kawasan Puspitek Serpong, Tangerang 15310.
PPkTN
Pusat Pengkajian Teknologi Nuklir, JI. KH. Abdul Rohim, Mal11pang Prapatan, Jakarta.
PPNR
Plisat Penelitian Nuklir clan Rekayasa, Kawasan Plispitek Serpong, Tangerang 15310.
PPNY
Pusat Penelitian NuklirYogyakarta,
PPSM
Pusat Penelitian Sains clan Materi, Kawasan Puspitek Serpong, Tangerang 15310.
PPTKR
Pusat Penelitian Teknologi Tangerang 15310.
PPTN
Plisat Penelitian Teknik NlIklir, Bandllng.
PRSG
Plisat Reaktor Serba Guna, Kawasan Plispitek Serpong, Tangerang 15310.
PTPLR
Plisat Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif, Kawasan Puspitek Serpong, Tangerang 15310.
UGM
Universitas Gadjah Mada, Blilaksumur Yogyakarta.
UNILA
Universitas Lampung, Lampllng.
UNRI
Universitas Riau, Pekanbam.
ISSN 0216 - 3128
JI. Babarsari Kotak Pas 1008, Yogyakarta55010.
Keselamatan
Reaktor,
Kawasan Puspitek
Serpong,
Daftar Sirigkatan lnstansi