Perencanaan Perawatan Mesin Boiler Dengan PendekatanReliability Centered Maintenance (RCM) Pada PT. Bumi Pratama Khatulistiwa Jainuri Mahasiswa Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tanjungpura
[email protected]
Abstract BumiPratama Khatulistiwa Limited Corporation, part of Wilmar Group Companies located in West Kalimantan, Kubu Raya, district of Kuala Ambawang, Mega Timur Village has total area of 40.5 km2. The company produces a wide range of processed palm oil products such as CPO (Crude Palm Oil) and kernel for producing various products of vegetable oil. In the production process, the company often gets setbacks on the production machines and machines production support. One of machines that often experienced trouble is boiler machine as this machine is very functional for power generation and heating of CPO in the tank of steam produced. Damage of this machine often results in downtime and it can be disrupted the production. Feed -water system and fuel system are part of boiler machine that often degraded. Under this condition, the purpose of this study is to determine the optimum maintenance and predicting steps to address the damage that may occur in the next period based on the data available with the development of machines maintenance system with Reliability Centered approach Maintenance (RCM). Based on the identification result with Reliability Centered Maintenance approach by drafting Failure Mode and Effect Analysis on the boiler machine, then the component that had the largest Risk Priority Number (RPN) was core of Fusible Flugs, Bearing (WTP), Packing (WTP) and Bearing (SB) while the optimum treatment interval of core components of Fusible Flugs, Bearing (WTP), Packing (WTP) and bearing (SB) amounted to 0.976 (38 days), 0.939 (26 days), 0.934 (35 days) and 0.957 (37 days). Keywords: Reliability, Maintenance Planning
Maintenance,
Downtime,
1. Pendahuluan PT. Bumi Pratama Khatulistiwa merupakan bagian dari perusahaan Wilmar Group yang berlokasi di Kalimantan Barat, tepatnya di Kabupaten Kubu Raya, Kecamatan Kuala Ambawang, Desa Mega Timur yang mempunyai luas wilayah sebesar 40,5 Km2. Perusahaan ini menghasilkan berbagai produk olahan minyak sawit. PT. Bumi Pratama Khatulistiwa mengolah CPO (Crude Palm Oil) dan kernel untuk menghasilkan berbagai
produk minyak. Perusahaan ini beroperasi selama 24 jam setiap harinya.Perusahaan ini memiliki bagian produksi yang bertanggung jawab untuk melaksanakan pemrosesan bahan baku di lantai produksi. Kegiatan produksi berlangsung selama 24 jam nonstop, dengan 2 shift kerja. Prosesproduksi tidak terlepas dari masalah, misalnya kerusakan pada mesin produksi dan mesin pendukung produksi, salah satu mesin yang mengalami kerusakan yaitu mesin boiler karena mesin ini sangat berfungsi untuk pembangkit listrik dan pemanas CPO di dalam tangki dari steam yang dihasilkan. Terjadinya kerusakan mengakibatkan downtime terlalu lama sehingga produksi terganggu. Bagian mesin boiler yang mengalami kerusakan yaitu pada komponen-komponen mesin,sistem air umpan dan sistem bahan bakar. Sistem perawatan yang dilakukan selama ini oleh perusahaan adalah bersifat overhaul saat produksi dan saat selesai produksi menggunakan sistem preventivemaintenance dan corrective maintenance,tetapi dalam pelaksanaanya masih belum terprogram. Sistem perawatan yang berjalan ini juga kurang memperhatikan faktor keandalan /reliability dari mesin produksi sehingga ketika terjadi kerusakan, pihak perusahaan hanya mengganti komponen yang rusak tanpa memperhatikan keandalannya. 2. Teori Dasar Teori dasar yang memperjelas penelitian ini adalah: Pengertian Perawatan Perawatan adalah konsepsi dari semua aktivitas yang diperlukan untuk menjaga atau mempertahankan kualitas fasilitas/mesin agar dapat berfungsi dengan baik seperti kondisi awalnya. Perawatan juga dapat didefinisikan sebagai, rangkaian kegiatan untuk melakukan pemeriksan (inspeksi), penambahan bahan-bahan habis, perbaikan dan penggantian terhadap komponen-komponen suatu peralatan/mesin. Tanpa pemeliharaan, peralatan akan mengalami penurunan keandalan yang drastis. Sedangkan pemeliharaan yang terlalu sering akan berdampak pada tingginya biaya pemeliharaan.Peranan tindakan pemeliharaan sering diabaikan karena pihak perusahaan enggan mengeluarkan ongkos tambahan yang besar. Peranan pemeliharaan baru akan terasa dibutuhkan bila sistem mulai mengalami gangguan atau tidak dapat dioperasikan (Ansori dan Mustajib, 2013:2).
46
Reliability Centered Maintenance (RCM) Reliability Centered Maintenancemerupakan salah satu metode pemeliharaan yang dapat digolongkan ke dalam sistem pemeliharaan terencana (planned maintenance). Konsep dasar metode Reliability Centered Maintenance adalah mempertahankan fungsi dari salah satu sistem dengan upaya pemeliharaan yang dilakukan untuk menjaga agar sistem tetap berfungsi dengan baik. Metode ini menitikberatkan pada keselamatan operasinya suatu sistem sehingga dibandingkan dengan sistem pemeliharaan yang ada, Reliability Centered Maintenancemerupakan sistem pemeliharaan dengan pendekatan yang sistematis untuk mempertahankan keandalan dari suatu sistem(Ansori dan Mustajib 2013:48). Menurut Kurniawan (2013:110), Proses dasar dari pendekatan Reliability Centered Maintenance adalah: 1. Mengidentifikasi komponen yang memerlukan perawatan. 2. Mengumpulkan data yang berhubungan dengan keandalan suatu komponen atau sistem dan menentukan kegagalan dari sistem. 3. Menentukan item yang signifikan. 4. Menganalisa Failure Mode And Effeck Analyssis (FMEA) 5. Mengembangkan data Logic Tree Analysis untuk menentukan jenis kegagalan yang akan menjadi fokus dalam pembuatan maintenance program 6. Mendisain beberapa solusi alternatif yang akan dilakukan untuk mencegah kegagalan. 7. Mengklasifikasikan kebutuhan perawatan yang akan dilakukan Failure Modes dan Effect Analisis (FMEA) Failure Mode and Effect Analysis merupakan suatu motode yang bertujuan untuk mengevaluasi desain sistem dengan mempertimbangkan bermacam-macam jenis kegagalan dari sitem yang terdiri dari komponenkomponen serata menganalisa pengaruh-pengaruh terhadap keandalan. Failure Mode and Effect Analysis salah satu teknik yang banyak digunakan secara luas untuk melakukan penilaian kualitatif terhadap keandalan sistem(Ansori dan Mustajib 2013:35). Rate Of Quality Products(RQ)adalah efektifitas produksi berdasarkan kualitas produk yang dihasilkan atau rasio jumlah produk yang baik terhadap jumlah produk yang diproses,rumus rate of quality time adalah sebagai berikut. (Ansori dan Mustajib, 2013 : 120): Bagian utama dalam Failure Mode and Effect Analysisadalah Risk Priority Number (RPN). RPN merupakan produk matematis dari keseriusan effect (severity), kemungkinan terjadinya cause akan menimbulkan kegagalan yang berhubungan dengan effect (occurrence), dan kemampuan untuk mendeteksi kegagalan sebelum terjadi (detection). RPN dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut RPN = Severity * Occurrence * Detection (1) Logic Tree Analysis (LTA) Proses pengindentifikasian tugas-tugas perawatan yang applicable dan effective dilakukan dengan
memanfaatkan Decision Logic Tree yang terdiri dari sekelompok urutan pertanyaan yang memiliki jawaban ya atau tidak yang bertujuan untuk mengklasifikasikan sesuatu. Sesuatu ini bisa berupa fakta atau kejadian, jawaban dari pertanyaan-pertanyaan ini akan memberikan gambaran nyata tentang kekritisan dari suatu kegagalan, yang mungkin berbeda dengan masing-masing mode kegagalan dan apakah ada tugas-tugas perawatan yang applicable dan effective(Anthony,2008.110) Analisis kekritisan menempatkan setiap mode kerusakan ke dalam satu dari empat kategori. Empat hal yang penting dalam analisis kekritisan yaitu sebagai berikut: 1. Evident, yaitu apakah operator mengetahui dalam kondisi normal, telah terjadi ganguan dalam sistem? 2. Safety, yaitu apakah mode kerusakan ini menyebabkan masalah keselamatan? 3. Outage, yaitu apakah mode kerusakan ini mengakibatkan seluruh atau sebagian mesin terhenti? 4. Category, yaitu pengkategorian yang diperoleh setelah menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diajukan. Pada bagian ini komponen terbagi dalam 4 kategori, yakni: a. Kategori A (Safety problem) b. Kategori B (Outage problem) c. Kategori C (Economic problem) d. Kategori D (Hidden failure) Pemilihan Tindakan Pemilihan tindakan merupakan tahap terakhir dalam proses Reliability Centered Maintenance. Proses ini akan menentukan tindakan yang tepat untuk mode kerusakan tertentu(Anthony ,2008.110) Tindakan perawatan terbagi menjadi 3 jenis yaitu: 1. Condition Directed (C.D), tindakan yang diambil yang bertujuan untuk mendeteksi kerusakan dengan cara visual inspection, memeriksa alat, serta memonitoring sejumlah data yang ada. Apabila ada pendeteksian ditemukan gejala-gejala kerusakan peralatan maka dilanjutkan dengan perbaikan atau penggantian komponen. 2. Time Directed (T.D), tindakan yang bertujuan untuk melakukan pencegahan langsung terhadap sumber kerusakan yang didasarkan pada waktu atau umur komponen. 3. Finding Failure (F.F), tindakan yang diambil dengan tujuan untuk menemukan kerusakan peralatan yang tersembunyi dengan pemeriksaan berkala. Keandalan (Reliability) Reliability atau keandalan menunjukan keberadaan atau kondisi suatu fasilitas. Kondisi tersebut dapat dikatakan positif maupun negatif. Konsef Reliability melibatkan metode statistik. Melalui pengukuran ini, perusahaan memiliki gambaran terhadap kondisi peralatan yang dimiliki, sehingga mampu memprediksi perlakuan terhadap peralatan tersebut. Reliability juga dapat dikuantifikasi dengan menggunakan rata-rata banyaknya kegagalan dalam rangka waktu tertentu (Kurniawan 2013:51). Secara umum, pengujian keandalan bertujuan untuk:
47
1. Menentukan kondisi penggunaan peralatan 2. Mengukur keandalan perawatan untuk tujuan kontraktual, misalnya pada perjanjian ekspor-impor, sebagai safety regulation 3. Mengkualifikasi perubahan desain proses untuk vendor 4. Memformulasikan kebijakan garansi maupun servis 5. Mengindentifikasi alur kegagalan desaign manufacturing 6. Membantu pihak manjemen dalam memilih kebijakan strategi penggunaan alat Fungsi Keandalan Keandalan (Reliability) adalah probabilitas dimana sistem industri dapat berfungsi dengan baik pada periode tertentu (periode t). Guna mengambarkan kondisi ini secara matematis dimana variabel acak kontinu T yang mewakili waktu sistem (Mesin), selama mengalami kerusakan T≥0, maka keandalan dapat diekspresikan sebagai berikut (Kurniawan 2013:51).
R(t)= (4) d. Fungsi Laju Kerusakan ℎ( ) = (5) Pola Distribusi Weibull Distribusi ini paling banyak dipakai dalam teknik perhitungankeandalan, distribusi ini dipakai jika laju kegagalan tergantung pada bertambahnya umur sistem. Dalam distribusi Weibull dikenal adanya dua parameter yakni parameter bentuk ( ) dan parameter skala (η) (Ansori Mustajib 2013:21). a. Fungsi kepadatan (pdf) distribusi Weibull ( )= (6) Untuk = shape parameter , >0 η = scala parameter untuk karakteristik life time η=0 b. Fungsi Keandalan distribusi weibull R(t) = e – (7) c. Laju kerusakan distribusi weibull (t) (8) Model Matematis Sistem Perawatan Model Age Raplaceement adalah model perawatan dengan menetapkan nilai interval waktu perawatan pencegahan berdasasarkan selang waktu terpakai yang digunakan untuk tindakan pengantian dengan kriteria total minimum downtime (Ansori dan Mustajib 2013:29).
Gambar 1. Distribusi Kerusakan (Sumber: Kurniawan 2013:52)
PolaDistribusi dalam Keandalan/Reliability Waktu terjadinya kerusakan tiap peralatan merupakan variabel random. Sebelum menghitung nilai probabilitas keandalan suatu mesin atau peralatan maka perlu diketahui secara statistik distribusi kerusakan peralatan tersebut. Distribusi kerusakan berdasarkan interval waktu kerusakannya (Ansori Mustajib 2013:20). Terdapat beberapa jenis pola distribusi kontinyu yang digunakan dalam keandalan / reliability yaitu: o Distribusi Eksponensial o Distribusi Weibull Parameter-parameter distribusi yang didapatkan dapat ditentukan fungsi padatpeluang/ probability density function (pdf), keandalan/ reliabilyR(t),laju kegagalan/failure rate( (t) ). Pola Distribusi Eksponensial Distribusi eksponensial digunakan untuk memodelkan laju kerusakan yang konstan untuk sistem yang beroperasi secara kontinu (Ansori dan Mustajib 2013:20). Beberapa persamaan digunakan adalah. a. Fungsi Kepadatan Probabilitas ( )= (2) b. Fungsi Distribusi Kumulatif ( ) = 1− (3) c. Fungsi Keandalan
Gambar 2. SiklusAge Raplaceement sistem perawatan (Sumber: Ansori dan Mustajib 2013:30)
Dari gambar 2.7, dapat dilihat bahwa total downtime per unit waktu untuk tindakan penggantian preventif pada waktu tp, dinotasikan sebagai D(tp) adalah: =
(9)
banyaknya kegagalan yang terjadi dalam interval waktu (0,tp) dapat dihitung sebagai berikut: ( ) = 1 + ℎ( ) x ( )(10)
H(0) ditetapkan sama dengan nol, sehingga untuk tp = 0, maka H(tp) = H(0) = 0.
3. Metodologi Penelitian
48
Nilai RPN merupakan hasil perkalian antara nilai rating Severity, Ouccurence dan Detection. Berdasarkan hasil perhitungan RPN pada Tabel 4.10 bahwa tingkat RPN tertinggi adalah pada Inti sumbat Fusible Flugs, Bearing(WTF), Packing(WTF) dan Bearing(SB) Pemilihan tindakan pencegahan berdasarkan hasil analisis logic Tree Analysis Tabel 2. Hasil Pemilihan Tindakan
Pipa kecil
Inti Sumbat Fusible Flugs
Finding Failure (F.F) Wearing Ring
Chasining
Bearing (WTP)
Packing
Impeller
Packing (WTP)
Bearing
As
Bearing (SB)
Time Directed (T.D)
Condition Directed (CD) Rumah Fusible Flugs Pipa dan Tabung Valve dan Pipa Stufing Box Impeller
. Gambar 3. Diagram Alir Penelitian
4. Hasil dan Pembahasan Bagian utama dalam FMEA adalah Risk Priority Number (RPN). RPN merupakan hasil perhitungan matematis dari keseriusan effect (severity), kemungkinan terjadinya cause akan menimbulkan kegagalan yang berhubungan dengan effect (occurrence), dan kemampuan untuk mendeteksi kegagalan sebelum terjadi (detection). Perhitungan nilai RPN dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut : RPN = Severity * Occurrence * Detection Contoh Perhitungan RPN : 3 x 4 x 3 = 48 Hasil dari RPN menunjukkan tingkatan prioritas peralatan yang dianggap beresiko tinggi, sebagai penunjuk ke arah tindakan perbaikan.
Shaft
Pit Roll
Shaft sleeve Pengukur Gauge Seating Surface Spring
Conveyor Screw
Stator
Tabung gulung
RPN
1
Column
48
2
Inti sumbat Fusible Flugs
360
3
Rumah Fusible Flugs
112
Hanger an Bearing Bucket
Tabel 3.Hasil Rekapitulasi Uji Distribusi dan Penentuan Parameter Interval Kerusakan
No 1 2 3
Komponen
Variabel Speed
Dimana: C.D=Tindakan yang diambil yang bertujuan untuk mendeteksi kerusakan dengan cara memeriksa alat serta memonitoring sejumlah data yang ada T.D =Tindakan yang diambil yang lebih berfokus pada aktivitas pembersihan yang dilakukan secara berkala. F.F =Tindakan yang diambil dengan tujuan untuk menemukan kerusakan peralatan yang tersembunyi dengan pemeriksaan berkala. Inteval kerusakan komponen diuji menggunakan pola distribusi, yaitu Exponensial dan distribusi Weibull (distribusi yang lazim digunakan dalam reliability)
Tabel 1. RPN Kegagalan Komponen Boiler No
Inverter
4
Komponen Inti Sumbat Fusible Flugs Bearing (WTP) Packing (WTP) Bearing (SB)
Pola Distribusi Exponential Exponential Weibull Weibull
Parameter σ= 35 µ=5.6 σ= 26 µ= 7 σ= 44 µ=11 σ= 34 µ=6.0
Perhitungan manual untuk mendapatkan parameter nilai standar deviasi dan rata-rata dari komponen Inti sumbat Fusible Flugs.
49
=
∑
=
=
=
38 + 35 + 29 + 34 + 33 + 46 + 34 + 32 + 33 + 30. . + 24 836 = = 35 24
∑( − ) −1
(38 − 33)
Nilai Tf dan Tp dari masing-masing komponen kritis sistem boiler Tabel 4. Parameter Distribusi dan Pengantian Komponen
1 2 3 4
Kompon en Inti Sumbat Fusible Flugs Bearing (WTP) Packing (WTP) Bearing (SB)
Distribus i
Paramet er
Exponenti al Exponenti al
σ= 35 µ= 5.6 σ= 26 µ= 7 σ= 44 µ= 11 σ= 34 µ= 6.0
Weibull Weibull
Lama Pengantian Tf(Men Tp(Meni i) t)
120
90
180
130
120
60
150
120
Perhitungan Fungsi Distribusi Kumulatif Contoh komponen: Inti Fusible FlugsJenis Distribusi: Exponensial Parameter:α=35;µ =5.6 1. Total minimum downtime (TMD) ditentukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: Inti SumbatFusible Flugs a.Perhitungan Fungsi Distribusi Kumulatif Komponen (1) = 1 −
= 0.958 (2) = 1 −
= 0.946 (3) = 1 −
=1−
( )
= 1− =1−
Perhitungan Total Minimum Downtime (TMD) menggunakan rumus
D(2) =
720 = 5.6 23
No
3.
D(1) =
+ ⋯ + (35 − 33) 24 − 1 =
H(3) = (1 + h(t)) x F(t) = (1 + 1.852) 0,911 = 1.772
( )
( ,
)
( .
)
( .
)
= 0,976 = 1.487
D(3)= = 1.441 Dengan cara perhitungan yang sama, diperoleh nilai D(4), D(5),......, D(t).dengan menggunakan Microsoft Excel. 5. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengolahan data dan pembahasan yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:. 1. Hasil identifikasi berdasarkan pendekatan Reliability Centered Maintenance dengan cara penyusunan Failure Mode and Effect Analysis, pada mesin boiler di PT. Bumi Pratama Khatulistiwa, komponen yang memiliki Risk Priority Number (RPN) terbesar yaitu Inti Sumbat Fusible Flugs, Bearing (WTP), Packing (WTP)danBearing (SB). Hasil penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) menunjukkan 8.11% dari komponen yang rusak tergolong kategori A (safety problem), sebesar 81.08 % tergolong kategori B (outage problem), sebesar 10.81% tergolong kategori D (Hidden Failure Problem), dan tidak ada komponen yang termasuk dalam kategori C (economic problem) dan Berdasarkan Prosedur Perawatan Pemilihan Tindakan RCM menunjukkan terdapat 30 komponen mesin yang direncanakan dengan perawatan CD (Condition Directed), 4 komponen kritis yang direncanakan dengan perawatan TD (Time Directed), dan 3 komponen yang direncanakan dengan perawatan FF (Find Failure). 2. Interval perawatan optimum komponen Inti Fusible Flugs, Bearing (WTP), Packing (WTP) dan Bearing (SB) adalah sebesar 0.976 (38 Hari), 0.939(26 Hari), 0.934(35 Hari) dan 0.957 (37 Hari).
( )
= 0,911 2. Menghitung banyaknya kerusakan dalam interval waktu (0,tp) menggunakan rumus H(1) = (1 + h(t)) x F(t) = (1 + 0 ) 0,958 = 0,958 H(2) = (1 + h(t)) x F(t) = (1 + 0.958) 0.946 = 1.852
50
Referensi [1] Anthony, Gateaway to World Class Maintenance 2008. [2] Ansori, Nacnul dan Mustajib, Imron 2013. Sistem perawatan terpadu. Yogyakarta : Graha ilmu [3] Kurniawan, Fajar. 2013. Manajemen perawatan industri. Yogyakarta Graha ilmu. Biografi Jainurilahir di Mengkalang pada tanggal 01 Januari 1991. Anak terakhir dari 4 bersaudara pasangan Alm Bpk. Ramli Madjam dan Ibu Umrah Deraman. Penulis memulai pendidikan dasar di SD N 12 Mengkalang dan lulus pada tahun 2004, kemudian melanjutkan pendidikan menengah di SMP Negeri 13Pontianak dan lulus pada tahun 2007. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan menengah atas di SMK Negeri 4Pontianak dan lulus pada tahun 2010. Penulis melanjutkan pendidikan keperguruan tinggi pada tahun 2010 dan diterima menjadi mahasiswa Universitas Tanjungpura, pada program studi Teknik Industri, jurusan Teknik Elektro,Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura,Pontianak.
51
