Analisis Mesin Dan Komponen Kritis Sebagai Dasar Pengembangan Strategi Pemeliharaan Di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Rambutan PT. Perkebunan Nusantara 3

(1)

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

Oleh:

YUHELSON 077015001/TM

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelas Magister Teknik dalam Program Studi Magister Teknik Mesin, pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh:

YUHELSON 077015001/TM

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Nama Mahasiswa : Yuhelson Nomor Pokok : 077015001

Program Studi : Magister Teknik Mesin

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) Ketua

(Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng) (Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri)

Anggota Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

(4)

NAMA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME Anggota : 1. Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng

2. Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri 3. Ir. Tugiman, MT

(5)

Nusantara 3. Metode yang digunakan adalah melakukan analisis data kerusakan mesin kritis dan komponennya dengan menggunakan aplikasi distribusi Weibull, sehingga dapat menentukan nilai-nilai karakteristik sistem pemeliharaan, yaitu; keandalan, laju kegagalan, MTBF, ketersediaan, kriteria kerusakan, biaya kegagalan, biaya preventif, dan waktu antar penggantian koponen. Dari hasil analisis menggunakan diagram Pareto ditemukan bahwa mesin-mesin yang kritis adalah Screw Press, beserta komponen kritisnya, yaitu: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft.

Berdasarkan analisis kerusakan tersebut selanjutnya dibuat rancangan Strategi Pemeliharaan, sehingga dapat menurunkan frekuensi kegagalan Screw Press, menurunkan kerugian produksi, dan meningkatkan keandalan, ketersediaan, dan MTBF. Strategi pemeliharaan didisain berdasarkan interval waktu penggantian komponen, kemudian dibuat modifikasi penjadwalan pemeliharaan optimum. Analisis dari strategi pemeliharaan yang baru memperlihatkan bahwa keandalan Screw Press (1) meningkat dari 0.4207 menjadi 0,8259, Screw Press(2) dari 0,4024 ke 0,8259, Screw Press(3) dari 0,4504 ke 0,8259, dan Screw Press(4) dari 0,4204 ke 0,8259. ketersediaan dari Screw Press(1) meningkat dari 0,8564 menjadi 0,9524, Screw Press(2) dari 0,9201, ke 0,9524, Screw Press(3) dari 0,8585 ke 0,9524, dan Screw Press(4) dari 0,875 ke 0,9524. Kemungkinan frekuensi kegagalan dari Screw Press(1) is menurun dari 37 menjadi 19, Screw Press(2) dari 23 ke 19, Screw Press(3) dari 25 ke 19, dan Screw Press(4) dari 23 ke 19.

Penelitian ini memperlihatkan bahwa analisis kerusakan mesin sangat berguna untuk mengambil kebijakan dalam perencanaan strategi pemeliharaan pada suatu pabrik..

(6)

was by analyzes the failures data of critical machines and it’s components, by Weibull distribution applications, so it can founded the values of maintenance system characteristics, i.e: reliability, failure rate, mean time between failure, availability, failure types, failure cost, preventive cost, and replacement interval time. Based on analysis of Pareto’s diagram founded that critical machines is Screw Press due components critical, i.e: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft

Based on analysis of the failures, the researcher tries to establish the Maintenance Strategy, so it can be reduce the Screw Press frequency failure, reduce the loss production, and improve the reliability, availability, and MTBF. Maintenance strategies are created based on replacement interval time of subsystems, and then create the optimal maintenance scheduling that has been modified. Analysis of the new maintenance strategy of different subsystems shows that the reliability of Screw Press(1) can be improve from 0.4207 to 0,8259, Screw Press(2) from 0,4024 to 0,8259, Screw Press(3) from 0,4504 to 0,8259, and Screw Press(4) from 0,4204 to 0,8259 respectively. The availability of Screw Press(1) improved from 0,8564 to 0,9524, Screw Press(2) from 0,9201, to 0,9524, Screw Press(3) from 0,8585 to 0,9524, and Screw Press(4) from 0,875 to 0,9524. The probability of failure frequency of Screw Press(1) is reduced from 37 to 19, Screw Press(2) from 23 to 19, Screw Press(3) from 25 to 19, and Screw Press(4) from 23 to 19.

This study shows that analyzes of machine failure is very useful for deciding the policy in the planning of maintenance strategy at a factory..

Keywords: critical machines, reliability, availability, screw press, maintenance

(7)

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tesis ini dengan judul “Analisis

Mesin dan Komponen Kritis Sebagai Dasar Pengembangan Strategi Pemeliharaan di

Pabrik Kelapa Sawit Kebun Rambutan PT. Perkebunan Nusantara 3”, yang

merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi setiap mahasiswa dalam

menyelesaikan studinya di Program Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik

Unversitas Sumatera Utara (USU). Penelitian ini merupakan salah satu model untuk

meningkatkan sistem pemeliharaan mesin pabrik kelapa sawit, seiring dengan

kemajuan teknologi yang diterapkan di dunia industri saat ini.

Dalam kesempatan ini, penulis menghaturkan rasa terima kasih kepada Prof.

Dr. Bustami Syam, MSME selaku Ketua Komisi Pembimbing, Ketua Program

Doktor dan Magister Teknik Mesin USU, yang telah memberikan arahan dan

bimbingan dalam penelitian dan penulisan tesis ini.

Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Prof. Dr. Sukaria Sinulingga,

M.Eng dan Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri, selaku anggota komisi pembimbing, yang

telah banyak memberikan arahan dalam penulisan tesis ini.

Ucapan terima kasih selanjutnya penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir.

Armansyah Ginting, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik USU yang telah memberi

(8)

fasilitas selama dalam pendidikan, serta seluruh rekan-rekan mahasiswa yang telah

memberikan bantuan dan dorongan dalam penulisan tesis ini.

Demikianlah kata pengantar ini dibuat, dengan harapan hasil penelitian ini

dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan, dan penulis mengharapkan saran

dan kritikan dari pembaca agar penulisan tesis ini menjadi lebih baik.

Medan, Mei 2010 Penulis,

(9)

Tempat/Tgl. Lahir : Padang Panjang/ 11 Maret 1958

Pekerjaan : Dosen Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah

Riau (UMRI)

Alamat Kantor : Kampus Universitas Muhammadiyah Riau (UMRI)

Jl. KH. Ahmad Dahlan No. 88 Sukajadi Pekanbaru Riau

Email :yuhelson@yahoo.com

Pendidikan

Nama Sekolah Tahun Tamat

Sekolah Dasar Negeri No. 3 Padang Panjang 1971

Sekolah Teknik Negeri No.1 Padang Panjang 1974

Sekolah Teknik Menengah (STM) Karya Padang Panjang 1977

Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Jurusan Teknik

Mesin Universitas Negeri Padang 1983

Riwayat Pekerjaan

No. Pekerjaan Tahun

1. Dosen Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Padang 1985– 2004

2. Sekretaris Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas

Negeri Padang 1994 - 1996

3. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri

Padang 1997– 1999

4. Asisten Direktur II Sub Projek Management Unit TPSDP

Universitas Negeri Padang 2000-2001

5. Sekretaris Program SemiQue Jurusan Pendidikan Teknik

Mesin Universitas Negeri Padang 2003 - 2004

6. Dosen Akademi Teknologi Muhammadiyah Pekanbaru 2004– 2008

7. Ketua Program Studi Teknik Otomotif Akademi Teknologi

Muhammadiyah Pekanbaru 2004 - 2007

(10)

ABSTRAK ……… ii

KATA PENGANTAR ……… iii

RIWAYAT HIDUP ………... v

DAFTAR ISI ……… vi

DAFTARTABEL ……… ix

DAFTARGAMBAR……… xii

DAFTARLAMPIRAN ……….. xv

BAB 1 PENDAHULUAN ……… 1

1.1 Latar Belakang ………... 1

1.2 Perumusan Masalah ………... 4

1.3 Tujuan Penelitian ………. 1.3.1 Tujuan umum ……….. 1.3.2 Tujuan khusus ………... 5 5 6 1.4 Manfaat Penelitian ………... 6

1.5 Batasan Penelitian ………. 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ……….. 8 2.1

2.2 2.3 2.4

2.5 2.6

Manajemen Pemeliharaan dan Kontrol ... Strategi Pemeliharaan (Maintenance Strategies) ... Penerapan Strategi Pemeliharaan ………... Keandalan (Reliability) ………... 2.4.1 Indeks keandalan ………..………… Tingkat Kekritisan Mesin ………. Distribusi Keandalan Weibull ………... 2.6.1 Fungsi kepadatan ……..……… 2.6.2 Fungsi keandalan ………. 2.6.3 Fungsi laju kegagalan ……….. 2.6.4 Fungsi kumulatif ……….. 2.6.5 Mean Time Between Failure (MTBF)………...

(11)

2.11

2.12

Pengelolaan dan Pengontrolan Suku Cadang ... 2.11.1 Dasar-dasar kontrol suku cadang ... 2.11.2 Jumlah pesanan ekonomis ... Kerangka Konsep Pemikiran ………...

35 35 37 39

BAB 3 METODE PENELITIAN ………. 40

3.1 3.2 3.3 3.4

Tempat dan Waktu ………...

Bahan dan Alat ………... Sumber dan Jenis Data ………... Pelaksanaan Penelitian ... 3.4.1 Melakukan studi lapangan ... 3.4.2 Pengumpulan data ... 3.4.3 Pengolahan data ... 3.4.4 Analisa data ...

40 40 40 41 41 42 42 43

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN …….……….. 46

4.1

4.2

4.3

4.4

Gambaran Umum Perusahaan ……….. 4.1.1 Proses produksi ………... 4.1.2 Hasil produksi ……….. 4.1.3 Jam kerja Screw Press ………. 4.1.4 Proses maintenance di PKS Rambutan ………

Pengolahan Data ………..

4.2.1 Identifikasi mesin dan komponen kritis ……….. 4.2.2 Harga komponen dan biaya pemeliharaan preventif … 4.2.3 Biaya tenaga kerja pemeliharaan ………. 4.2.4 Biaya kehilangan produksi ………. 4.2.5 Biaya penggantian komponen ………. Kriteria Kegagalan Screw Press ... 4.3.1 Kegagalan Left & Right Handed Worm ………. 4.3.2 Kegagalan Left Handed Shaft, Rigght Handed Shaft .. 4.3.3 Kegagalan Bearing ... 4.3.4 Kegagalan Bushing ……… 4.3.5 Kegagalan Press Cylinder ... Analisis Data ... 4.4.1 Pengujian distribusi data ………... 4.4.2 Estimasi parameter ……….. 4.4.3 Analisis keandalan Screw Press ……….. 4.4.4 Analisis keandalan sub-sistem (komponen Screw

(12)

4.5

4.4.9 Analisis biaya pemeliharaan optimum ... 4.4.10 Analisis jadwal pemeliharaan optimum Screw Press... 4.4.11 Perbandingan sistem pemeliharaan yang lama dengan

sistem pemeliharaan yang dimodifikasi ……….. 4.4.12 Analisis penyediaan suku cadang ………. Pengembangan Strategi Pemeliharaan ……….………… 4.5.1 Prioritas utama mesin dan komponen yang akan

dimaintain ……… 4.5.2 Prosedur pelaksanaan pemeliharaan ………. 4.5.3 Jenis pemeliharaan ………... 4.5.4 Jadwal pemeliharaan preventive ……….. 4.5.5 Sistem penyediaan suku cadang ………... 4.5.6 Target strategi pemeliharaan ………

96 99

101 104 107

109 109 115 115 116 116

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……… 117

5.1 5.2

Kesimpulan ………..

Saran ………. 117121

(13)

Nomor Judul Halaman

2.1 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keberhasilan

Pemeliharaan ... 11

2.2 Annualized Costs Data for Single System ... 22

2.3 Annualized Costs Data for Parallel System ... 22

2.4 Jumlah dan Tingkat Kekritisan Peralatan Mesin di PKS Tor Ganda Tahun 2005 ... 24

4.1 Indikator Mutu Produksi PKS Rambutan ... 48

4.2 Produksi dan Bahan Baku PKS Rambutan ... 49

4.3 Jumlah Hari Kerja Tiap Bulan ... 49

4.4 Jumlah Jam Kerja Screw Press pertahun ... 50

4.5 Frekuensi Kegagalan Screw Press Tahun 2007 sd Tahun 2009 .. 52

4.6 Komponen Screw Press yang Mengalami Kegagalan ... 53

4.7 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press Tahun 2007 sd Tahun 2009 ... 56

4.8 Harga Komponen Screw Press dan Biaya Pemeliharaan/hari ... 56

4.9 Biaya Tenaga Kerja Nganggur Akibat Kegagalan/hari ... 57

4.10 Biaya Tenaga Kerja Penggantian Komponen Preventif/hari ... 58

4.11 Jumlah Bahan Baku, Produksi dan Harga ... 58

(14)

4.15 Nilai Siginifikansi Level Masing-masing Distribusi …………. 76

4.16 Parameterβ danη Untuk Screw Press dan Komponennya …… 78

4.17 Nilai Keandalan Screw Press ………. 82

4.18 Interval Waktu Pemeliharaan Berdasarkan Tingkatan Keandalan ………. 83

4.19 Nama Komponen Screw Press dan Kode. ... 84

4.20 Nilai Keandalan Komponen Screw Press... 85

4.21 Interval Waktu Pemeliharaan Berdasarkan Tingkatan Keandalan Sub-sistem ……….. 86

4.22 Nilai Laju kegagalan Screw Press ………. 87

4.23 Nilai Laju Kegagalan Komponen Screw Press ……… 90

4.24 Nilai MTBF Komponen Screw Press ……… 93

4.25 Interval Waktu Penggantian Optimum Untuk Tiap-Tiap Komponen ... 97

4.26 Matrik Jadwal Penggantian Komponen Screw Press... 100 4.27 Perbandingan Kondisi Screw Press Sistem Lama dengan Sistem Baru ... 102

4.28 Perbandingan Total Biaya Sebelum, Sesudah Penjadwalan dan Sesudah Penjadwalan Modifikasi ... 103

4.29 Perbandingan Keandalan R(t) Sebelum, Sesudah Penjadwalan dan Sesudah Penjadwalan Modifikasi ... 103

4.30 Jumlah Kebutuhan Komponen Per Tahun dan Harga

(15)

4.33 Prosedur Penerapan Pemeliharaan Berbasis Kondisi ……... 112

4.34 Prosedur Penerapan PemeliharaanKorektif …………..…... 113

4.35 Jadwal Penggantian Komponen Screw Press ………... 115

(16)

2.1 Kerangka Pikir Pengembangan Strategi Pemeliharaan …... 12

2.2 Strategi Pemeliharaan ………... 13

2.3 Model Konseptual Diagram Keputusan Berdasarkan Karakteristik Reliability dan Availability ………... 14

2.4 Alogaritma Keputusan QRCM ... 16

2.5 Bagan Prosedur Pemeliharaan Terencana ... 18

2.6 Pengaruh Suatu Program Reliability Terhadap Biaya Masa Pakai ... 19

2.7 Biaya Masa Pakai Optimum ... 20

2.8 Single System Optimal Design-With RAM ... 21

2.9 Parallel System Optimal Design-With RAM ... 22

2.10 Pengaruhβ pada Laju Kegagalan Weibull………... 26

2.11 Pengaruhβ pada Reliability ………. 26

2.12 Gambar kurva Bath-tub ... 28

2.13 Ilustrasi Ketersediaan ……… 30

2.14 Diagram Gaya Screw ………... 33

2.15 Grafik Penyediaan Suku Cadang ... 36

2.16 Kerangka Konsep Pemikiran ... 39

(17)

4.3 Frekuensi Kegagalan Mesin Tahun 2007 sd 2009 ... 52

4.4 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press 1 ... 54

4.8 Screw Press ………. 62

4.9 Left & Right Handed Worm ……….. 63

4.10 Diagram Benda Bebas Worm Screw ... 64

4.11 Penampang Normal Worm Screw ………. 65

4.12 Right Handed Shaft dan Left Handed Shaft ……… 68

4.13 Dimensi Rght Handed Shaft ... 68

4.14 BearingPecah ……….. 70

4.15 Bearing Aus ………. 70

4.16 Penggantian Bushing ………..…………. 74

4.17 Press Cylinder ……….. 75

4.18 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press 1 …………. 78

4.19 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press 2 ………. 79

4.20 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press3 ………… 79

(18)

4.24 Laju Kegagalan Screw Press 1, 2, 3, dan 4……… 88

4.25 Laju Kegagalan Komponen Screw Press ………. 89

4.26 MTBF Komponen Screw Press ……… 92

4.27 Availability Screw Press 1, 2, 3, dan 4 ……… 95

4.28 Biaya Pemeliharaan Komponen Screw Press ……….. 96

4.29 Sumber-sumber Ketidakandalan (Unreliability) ……….. 108

4.30 Diagram Keputusan Strategi Pemeliharaan ……….. 110

(19)

1. Data Kerusakan Mesin ... 124

2. Daftar Mesin dengan Frekuensi Kegagalan Terbesar ……….. 127

3. Data Kerusakan Screw Press... 128

4. Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press... 136

5. Data Interval Waktu Kerusakan Screw Press... 137

6. Data Interval Waktu Kerusakan Komponen Screw Press... 140

7. Perhitungan Parameter Weibull ………... 143

8. Perhitungan Reliability dan Availability Screw Press ………. 149

9. Perhitungan Biaya Pemeliharaan ………. 153

10. Analisis Penjadwalan Screw Press Hasil Pengembangan Strategi Pemeliharaan ……….. 160

11. Gambar Screw Press ……… 162

(20)

Nusantara 3. Metode yang digunakan adalah melakukan analisis data kerusakan mesin kritis dan komponennya dengan menggunakan aplikasi distribusi Weibull, sehingga dapat menentukan nilai-nilai karakteristik sistem pemeliharaan, yaitu; keandalan, laju kegagalan, MTBF, ketersediaan, kriteria kerusakan, biaya kegagalan, biaya preventif, dan waktu antar penggantian koponen. Dari hasil analisis menggunakan diagram Pareto ditemukan bahwa mesin-mesin yang kritis adalah Screw Press, beserta komponen kritisnya, yaitu: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft.

Berdasarkan analisis kerusakan tersebut selanjutnya dibuat rancangan Strategi Pemeliharaan, sehingga dapat menurunkan frekuensi kegagalan Screw Press, menurunkan kerugian produksi, dan meningkatkan keandalan, ketersediaan, dan MTBF. Strategi pemeliharaan didisain berdasarkan interval waktu penggantian komponen, kemudian dibuat modifikasi penjadwalan pemeliharaan optimum. Analisis dari strategi pemeliharaan yang baru memperlihatkan bahwa keandalan Screw Press (1) meningkat dari 0.4207 menjadi 0,8259, Screw Press(2) dari 0,4024 ke 0,8259, Screw Press(3) dari 0,4504 ke 0,8259, dan Screw Press(4) dari 0,4204 ke 0,8259. ketersediaan dari Screw Press(1) meningkat dari 0,8564 menjadi 0,9524, Screw Press(2) dari 0,9201, ke 0,9524, Screw Press(3) dari 0,8585 ke 0,9524, dan Screw Press(4) dari 0,875 ke 0,9524. Kemungkinan frekuensi kegagalan dari Screw Press(1) is menurun dari 37 menjadi 19, Screw Press(2) dari 23 ke 19, Screw Press(3) dari 25 ke 19, dan Screw Press(4) dari 23 ke 19.

Penelitian ini memperlihatkan bahwa analisis kerusakan mesin sangat berguna untuk mengambil kebijakan dalam perencanaan strategi pemeliharaan pada suatu pabrik..

(21)

was by analyzes the failures data of critical machines and it’s components, by Weibull distribution applications, so it can founded the values of maintenance system characteristics, i.e: reliability, failure rate, mean time between failure, availability, failure types, failure cost, preventive cost, and replacement interval time. Based on analysis of Pareto’s diagram founded that critical machines is Screw Press due components critical, i.e: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft

Based on analysis of the failures, the researcher tries to establish the Maintenance Strategy, so it can be reduce the Screw Press frequency failure, reduce the loss production, and improve the reliability, availability, and MTBF. Maintenance strategies are created based on replacement interval time of subsystems, and then create the optimal maintenance scheduling that has been modified. Analysis of the new maintenance strategy of different subsystems shows that the reliability of Screw Press(1) can be improve from 0.4207 to 0,8259, Screw Press(2) from 0,4024 to 0,8259, Screw Press(3) from 0,4504 to 0,8259, and Screw Press(4) from 0,4204 to 0,8259 respectively. The availability of Screw Press(1) improved from 0,8564 to 0,9524, Screw Press(2) from 0,9201, to 0,9524, Screw Press(3) from 0,8585 to 0,9524, and Screw Press(4) from 0,875 to 0,9524. The probability of failure frequency of Screw Press(1) is reduced from 37 to 19, Screw Press(2) from 23 to 19, Screw Press(3) from 25 to 19, and Screw Press(4) from 23 to 19.

This study shows that analyzes of machine failure is very useful for deciding the policy in the planning of maintenance strategy at a factory..

Keywords: critical machines, reliability, availability, screw press, maintenance

(22)

1.1 Latar Belakang

Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan PT.Perkebunan Nusantara 3 (PTPN 3)

berperan sebagai pengolah bahan mentah kelapa sawit untuk menghasilkan minyak

sawit (CPO) dan inti sawit. Dalam pengoperasiannya PKS Rambutan mempunyai

beberapa unit mesin pengolah dan material handling, seperti; Boiler, Tresser, digester

polishing drum, ripple mill, blower, lori, crane, conveyor, electric motor dan

sebagainya. Kinerja (performance) dari mesin/peralatan menurut Barabady (2005)

tergantung pada; keandalan (reliability) dan ketersediaan (availability) peralatan yang

digunakan, lingkungan operasi, efisiensi pemeliharaan, proses operasi dan keahlian

operator, dan lain-lain. Jika reliability dan availability suatu sistem rendah, maka

usaha untuk meningkatkannya kembali adalah dengan menurunkan laju kegagalan

atau meningkatkan efisiensi perbaikan terhadap tiap-tiap komponen atau sistem.

Untuk mengoptimumkan reliability dan availability menurut Barabady (2005)

diperlukan suatu strategi pemeliharaan yang meliputi; Design-out Maintenance,

Preventive Maintenance dan Corrective Maintenance. Rancangan Strategi

Pemeliharaan hendaklah dikembangkan berdasarkan analisis karakteristik/kinerja

dari mesin-mesin yang digunakan yang meliputi; keandalan, ketersediaan, mean time

between failure (MTBF), laju kegagalan, biaya pemeliharaan, biaya akibat

(23)

pemeliharaan (maintenance history) sangat diperlukan dan menjadi acuan utama

dalam merancang sistem pemeliharaan terencana. Dengan melakukan analisis

terhadap karakteristik mesin dan komponen-komponen yang kritis, diharapkan

rancangan strategi pemeliharaan akan dapat menurunkan tingkat kerusakan sistem

dan menurunkan biaya operasional.

Pelaksanakan pemeliharaan Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan mengacu

pada prosedur/instruksi kerja (IK) PTPN 3. Untuk pekerjaan corrective maintenance

mengacu pada IK 3.02-02 tentang Pelaksanaan Kegiatan Teknik, dimana setiap

pelaksanaan breakdown maintenance harus mengacu pada Work Order yang diminta

oleh pengguna alat. Untuk pekerjaan preventive mengacu ke IK 3.02– 02/08 tentang

Pemeliharaan Mesin dan Instalasi PKS dan IK 3.02– 02/09 mengenai Pemeliharaan

Mesin dan Instalasi Listrik. Sedangkan untuk pekerjaan Predictive Maintenance

mengacu pada IK 3.02– 00/06.

Namun demikian, dalam pelaksanaan pemeliharaan di PKS Rambutan lebih

sering dengan cara Breakdown Maintenance yaitu pemeliharaan yang dilakukan

setelah terjadi kerusakan. Sistem ini belum dapat memberikan data yang akurat

tentang kapan suatu mesin atau komponen akan mengalami kerusakan. Kerusakan

pada mesin-mesin dan peralatan tersebut dapat mengganggu jalannya proses produksi

dan dapat berakibat berhentinya keseluruhan proses produksi. Efek dari gangguan

tersebut antara lain adalah bahan baku (tandan buah segar) menjadi rusak, target

produksi tidak tercapai, ongkos produksi menjadi naik dan kesinambungan supply

(24)

angka Indeks Produktivitas Pabrik yang menggambarkan kinerja pabrik, dan hal ini

jelas sangat merugikan PTPN 3.

Hasil penelitian Sitorus (2006) pada pabrik kelapa sawit PT. Tor Ganda

menunjukkan bahwa selama tahun 2003–2005 terjadi stagnasi CPO sebesar 2749,33

ton dan PK (Palm Kernel) sebesar 555,70 ton akibat kegagalan peralatan mesin. Pada

penelitian tersebut juga ditemukan bahwa mesin/peralatan yang mempunyai

kontribusi tingkat kegagalan dan penurunan produksi adalah Screw Press yakni

34,24%.

Beberapa penelitian mengenai analisis keandalan (reliability) dan penjadwalan

pemeliharaan telah dilakukan oleh beberapa peneliti terhadap industri/pabrik yang

berbeda. Hayyi (2005) melakukan analisis kerusakan container crane berdasarkan

perhitungan fungsi keandalan, laju kegagalan dan Mean Time Between Failure

(MTBF), lalu didapatkan interval pemeliharaan terhadap sub sistem Mainthoist,

Trolley, Spreader, Engine & Generator Set dan PLC & Electric Drive Control.

Wahyudi (2000) dalam penelitiannya membuat suatu model pemeliharaan mesin

Hydraulic Press dengan memperhitungkan komponen-komponen biaya tenaga kerja,

biaya kehilangan produksi dan harga komponen. Pemodelan tersebut dapat digunakan

untuk menentukan interval waktu pemeliharaan yang optimal. Berdasarkan hasil

perhitungannya model tersebut dapat menekan biaya total berkisar antara 35,07%

sampai 90,73% dari biaya total semula. Javad Barabady (2005) mengembangkan

suatu model strategi pemeliharaan dengan menggunakan analisis reliability,

(25)

Dari observasi yang dilakukan pada studi awal oleh tim maintenance MTM

USU Medan, diperoleh informasi bahwa kerusakan mesin dan perlatan pada PKS

Rambutan disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:

- belum adanya penjadwalan pemeliharaan terencana,

- kurangnya kemampuan karyawan untuk memahami dan mengimplementasikan

catatan pemeliharaan (maintenance record),

- kurang efektifnya sistim pengontrolan dan pembelian komponen (material control &

purchasing),

- terbatasnya kewenangan manajemen untuk menerapkan strategi pemeliharaan,

- belum adanya sistem database secara komputer,

- kurangnya peralatan condition monitoring,

- belum adanya analisa secara statistik terhadap data historis.

Berdasarkan hal-hal tersebut diatas, maka penulis ingin melakukan Analisis

terhadap karakteristik/kinerja mesin dan komponennya, sebagai dasar untuk

mengembangkan strategi pemeliharaan di pabrik kelapa sawit (PKS) Rambutan. Dari

hasil analisis karakteristik ini akan diketahui mesin-mesin dan komponen kritis,

keandalan mesin, ketersediaan mesin, interval waktu penggantian yang optimal,

estimasi umur komponen, biaya preventive maintenance dan perhitungan sistem

persediaan komponen. Dengan demikian model strategi pemeliharaan yang akan

diterapkan nanti betul-betul sudah melalui pengukuran dan evaluasi yang realistis dari

(26)

1.2 Perumusan Masalah

Permasalahan besar yang sering ditemui di PKS Rambutan yaitu seringnya

terjadi penghentian operasi (downtime ) akibat kerusakan mesin/peralatan yang

tiba-tiba, dan mengakibatkan proses produksi harus terhenti untuk melakukan perbaikan,

sehingga biaya operasi dan produksi menjadi tinggi. Seringnya terjadi penghentian

operasional di pabrik ini disebabkan karena kapan waktu terjadinya kegagalan tidak

bisa diramalkan. Hal ini berkaitan erat dengan:

1. Tidak jelasnya sistem pemeliharaan yang dijalankan oleh perusahaan.

2. Tidak terencananya persediaan suku cadang penunjang sistem pemeliharaan.

3. Kurang jelasnya prosedur pengambilan keputusan untuk mengantisipasi

terjadinya kegagalan.

Untuk mengatasi beberapa permasalahan tersebut, perlu dirancang suatu

strategi pemeliharaan berdasarkan analisis karakteristik sistem, sehingga dapat

meningkatkan keandalan dan ketersediaan mesin/sistem di PKS Rambutan.

1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis terhadap karakteristik

kinerja mesin dan komponen kritis, sebagai dasar pengembangan strategi

pemeliharaan yang efektif pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Nusantara 3. Analisis

(27)

1.3.2 Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari kegiatan penelitian ini adalah:

1. Mengidentifikasi dan menganalisis komponen-komponen kritis pada

mesin-mesin obyek penelitian.

2. Mengevaluasi kriteria kegagalan komponen mesin.

3. Mengevaluasi keandalan dan ketersediaan mesin dan komponennya.

4. Mengevaluasi laju kegagalan mesin dan komponennya.

5. Mengevaluasi interval waktu penggantian komponen yang optimal.

6. Membuat rancangan persediaan komponen yang menunjang sistem

pemeliharaan.

7. Membuat suatu model strategi pemeliharaan yang dapat meningkatkan

Reliability dan Availablity.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai

berikut:

1. Bagi perusahaan hasil penelitian ini dapat menjadi masukan/rekumendasi

sebagai acuan untuk mengambil kebijakan terhadap penerapan manajemen

pemeliharaan, dalam upaya untuk peningkatan keandalan dan ketersediaan

mesin/peralatan yang kritis, khususnya di PKS Rambutan PTP Nusantara 3.

2. Bagi mahasiswa akan berguna untuk menambah pengetahuan dan pengalaman

(28)

mesin dan peralatan di Pabrik Kelapa Sawit.

3. Bagi Perguruan Tinggi hasil penelitian ini dapat sebagai tambahan literatur

yang dapat dimanfaatkan oleh para peneliti di bidang pemeliharaan peralatan

industri.

1.5 Batasan Penelitian

Batasan-batasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Penelitian dan pembahasan hanya dilakukan pada mesin-mesin dan komponen

yang dianggap kritis, yaitu mesin-mesin dan komponen yang sering rusak dan

sangat berpengaruh terhadap kerugian produksi dan pembiayaan.

2. Perancangan strategi pemeliharaan hanya mencakup; penjadwalan

pemeliharaan optimum, perancangan penyediaan komponen dan prosedur

pelaksanaan pemeliharaan.

3. Dokumentasi data kerusakan dan pembiayaan didasarkan pada data perawatan

mesin di pabrik dan wawancara langsung dengan pihak manajemen pabrik.

4. Aspek teknis dalam pelaksanaan pemeliharaan, seperti peralatan yang

digunakan, tata cara pembongkaran mesin dan lain-lainnya tidak termasuk

(29)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Manajemen Pemeliharaan dan Kontrol

Mesin-mesin dan peralatan yang dioperasikan di industri saat ini cenderung

semakin kompleks dan membutuhkan modal besar baik untuk investasi awal maupun

untuk biaya operasional. Untuk itu, strategi dan kebijakan pemeliharaan diperlukan

agar semua peralatan yang beroperasi di dalam sistem tidak mengalami kegagalan

dalam pengoperasiannya. Upaya mengoptimalkan pemeliharaan telah banyak

dilakukan, kesemuanya bertujuan untuk menjaga keandalan (reliability) dan

ketersediaan (availability) sistem. Oleh sebab itu saat ini teknik pemeliharaan lebih

banyak dikonsentrasikan pada pemeliharaan pencegahan (preventive) untuk

menghindari kerusakan yang lebih serius. Priyanta (2000) menyebutkan bahwa:

Jika tindakan pemeliharaan terhadap suatu plant menggunakan prinsip minimal maintenance approach, dan dikombinasikan dengan manajemen pemeliharaan yang terabaikan, maka hal ini akan memperpendek masa berguna (useful life) dari plant, dan mungkin juga akan menambah biaya lainnya seperti biaya kerusakan (downtime cost) dan berbagai denda yang timbul akibat dampak yang ditimbulkan oleh kerusakan sistem.

Manajemen pemeliharaan (maintenance management) dapat dijelaskan

sebagai fungsi dari panduan kebijakan aktifitas-aktifitas pemeliharaan, teknik

pelatihan dan manajemen kontrol dari program-program pemeliharaan. Faktor utama

yang menyebabkan pentingnya manajemen pemeliharaan di industri saat ini adalah

meningkatnya mekanisasi dan otomasi dalam kebanyakan proses. Konsekuensinya

(30)

pemeliharaan. Menurut Dhilon (2002), fungsi-fungsi dari departemen pemeliharaan

dan organisasi adalah dalam hal:

1. Perencanaan dan perbaikan peralatan/fasilitas pada standar-standar yang

ditetapkan

2. Pelaksanakan pemeliharaan preventif; khususnya, pengembangan dan penerapan

program kerja yang terjadwal untuk tujuan menjaga peralatan/fasilitas beroperasi

secara memuaskan

3. Persiapkan anggaran biaya yang realistis terhadap personil pemeliharaan dan

kebtuhan material

4. Pengaturan logistik untuk menjamin ketersediaan komponen/material yang

diperlukan untuk tugas-tugas pemeliharaan

5. Pemeliharaan pencatatan peralatan, servis dan lain-lain

6. Pengembangan pendekatan-pendekatan yang efektif untuk memonitor

kegiatan-kegiatan staf pemeliharaan

7. Pengembangan teknik-teknik yang efektif untuk mengontrol tenaga operasi,

tingkat manajer, dan kelompok-kelompok lainnya yang sadar akan aktifitas

pemeliharaan

8. Pelatihan terhadap staf pemeliharaan dan karyawan lainnya untuk meningkatkan

keterampilan mereka dan kinerja yang efektif

9. Peninjauan ulang rencana-rencana terhadap fasilitas, instalasi dan peralatan baru.

10. Penerapan metoda-metoda untuk meningkatkan keamanan/keselamatan ditempat

kerja dan pengembangan pendidikan keamanan/keselamatan yang berhubungan

dengan program-program staf pemeliharaan

2.2. Strategi Pemeliharaan (Maintenance Strategies)

Strategi pemeliharaan adalah teknik/metoda yang digunakan untuk mencapai

(31)

minimal. Maka strategi pemeliharaan sangatlah penting bagi suatu perusahaan untuk

menekan biaya yang harus dikeluarkan, karena kegiatan pemeliharaan secara

proposional mempunyai konsekuensi terhadap biaya keseluruhan operasi. Menurut

Smith (2001), elemen-elemen strategi pemeliharaan meliputi:

1. Organisasi sumber daya pemeliharaan (Organization of maintenance resources)

2. Prosedur pemeliharaan (Maintenance procedures )

3. Peralatan dan alat-alat uji (Tools and test equipent)

4. Seleksi karyawan, pelatihan dan motivasi (Personnel selecting, training and

motivation)

5. Manual dan petunjuk pemeliharaan (Maintenance instructions and manuals)

6. Penyediaan suku cadang (Spares provisioning)

7. Logistik (Logistics)

Elemen-elemen pemeliharaan tersebut biasanya dibagi kedalam tiga grup

tugas pemeliharaan, yaitu; pemeliharaan korektif (corrective), pemeliharaan rutin

(preventive) dan perbaikan tahunan (overhaul). Adapun faktor-faktor yang

mempengaruhi keberhasilan pemeliharaan suatu pabrik menurut Paul.D, (1989) dapat

(32)

[image:32.611.152.474.154.431.2]

Tabel 2.1 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keberhasilan Pemeliharaan (Paul. D, 1989).

Priority Control Element Influence

Rating

1. Labour Productivity 10

2. Material Control & Purchasing 10

3. Leadership 9

4. Workload 9

5. Organisation 8

6. Interdepartmental Relation 8

7. Cost Data 7

8. Performance data 7

9. Preventive Maintenance Procedure 7

10. Planning 6

11. Schedulling 5

12. Training 4

13. Engineering 4

14. Technology 3

15. Labour Practices 2

Dimana: Skala 1 s/d 3 ... sedikit pengaruh Skala 4 s/d 6 ... cukup berpengaruh Skala 7 s/d 10 ... besar pengaruhnya

Faktor-faktor pada tabel 2.1. tersebut dapat digunakan sebagai pedoman untuk

memprioritaskan perhatian dalam perencanaan strategi pemeliharaan. Sistim

pemeliharaan yang baik adalah berbeda untuk masing pabrik karena

masing-masing pabrik berbeda pemakaian bahan dan energinya.

Keterkaitan antar elemen-elemen yang berhubungan dengan strategi

pemeliharaan dalam menunjang proses produksi (manufacturing operation) dapat

diilustrasikan seperti pada gambar 2.1. Kebijakan yang diambil dalam strategi

pemeliharaan untuk pelaksanaan pemeliharaan dan perbaikan (maintenance & repair)

(33)

[image:33.611.151.518.108.331.2]

Gambar 2.1 Kerangka Pikir Pengembangan Strategi Pemeliharaan

Pelaksanaan pemeliharaan dan perbaikan ditunjang oleh beberapa elemen lain

seperti peralatan kerja, peralatan uji, penyediaan komponen, tenaga kerja dan kondisi

lingkungan seperti keselamatan dan keamanan kerja. Proses produksi dan hasil

produksi hendaknya diukur dan dievaluasi secara periodik untuk mengetahui kinerja

mesin sehingga dapat dianalisa untuk pengambilan keputusan berikutnya.

Salah satu strategi pemeliharaan telah dikembangkan oleh Barabady (2005),

yang membagi kegiatan pemeliharaan menjadi tiga, yaitu; pemeliharaan dengan

modifikasi disain (Design-out Maintenance), perawatan pencegahan (Preventive

Maintenance), dan perawatan korektif (Coorective Maintenance), seperti terlihat pada

gambar 2.2.

Purchasing Inventory SDM Environment

Internal Factors

Manufacturing Operation Maintenance

& Repair Tool room

Maintenance Strategies Development

Equipment Performance Measurement and

Evaluation

Output

External Factors

Reliability Availability Quality

(34)

[image:34.611.153.498.114.445.2]

Gambar 2.2 Strategi Pemeliharaan (Barabady, 2005)

Design-out maintenance berupa modifikasi disain dari sistem, membuang atau

mengurangi sesuai dengan kebutuhan pemeliharaan selama beroperasi. Preventive

maintenance dapat dianggap sebagai pemeliharaan dengan interval yang sudah

ditentukan untuk mengurangi kemungkinan kegagalan komponen. Ini berarti bahwa

pemeliharaan dilakukan sebelum suatu kerusakan meningkat. Pemeliharaan preventif

dapat dibagi; time-based preventive maintenance(T.B.M) dan condition-based

maintenance(C.B.M) . Time-based preventive maintenance terutama dilakukan untuk Maintenance Strategy

Design-out Maintenance Preventive

Maintenance Corrective

Maintenance

Inspection

Condition-based Maintenance (Predictive Maintenance Run-To-Failure

(Break down Maintenance

Scadual Replacement Scadual

Overhaul

Time-based Maintenance (Systematic Maintenance)

Condition Monitoring

(35)

komponen-komponen yang tidak bisa diperbaiki. Condition-based preventive

maintenance, juga disebut pemeliharaan prediktif diterapkan pada

komponen-komponen dimana kegagalan terjadi secara insidentil. Hal ini memerlukan periode

inspeksi yang optimal untuk meningkatkan keandalan mesin/peralatan berdasarkan

informasi statistik keandalan. Pemeliharaan korektif (corrective maintenance) adalah

pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kegagalan untuk mengembalikan ke

[image:35.611.138.504.309.635.2]

kondisi siap pakai.

(36)

Untuk menerapkan strategi pemeliharaan ini Barabady (2005) membuat suatu

detail pengambilan keputusan berdasarkan analisis keandalan seperti gambar 2.3.

Pemeliharaan dengan waktu yang tetap (Fixed Time Maintenance/F.T.M) digunakan

jika laju kegagalan konstan (β = 1). Jika laju kegagalan meningkat (β >1) dan biaya

pemeliharaan preventif yang diharapkan (Expected Cost of Preventive

Maintenance/ECP) lebih kecil dari biaya pemeliharaan korektif (Expected Cost of

Corrective Maintenance/ECC), maka digunakan pemeliharan preventive, tetapi jika

tidak maka digunakan pemeliharaan korektif (Corrective Maintenance/C.M).

Pemeliharaan preventif bisa dilaksanakan dengan Condition Based Maintenance

(C.B.M) jika biaya pelaksanaannya efektif, tetapi jika tidak efektif maka dilakukan

Time Based Maintenance (T.B.M).

Strategi pemeliharaan menurut Smith (2001) yaitu Quantitative Reliability

Centered Maintenance (QRCM) yang meliputi perhitungan terhadap keseimbangan

biaya pemeliharaan yang berlebihan karena ketidaktersediaan yang timbul akibat

pemeliharaan yang tidak efisien. Langkah pertama dalam perencanaan strategi

QRCM adalah mengidentifikasi komponen-komponen kritis yang berpengaruh besar

terhadap kegagalam mesin/peralatan. Langkah kedua adalah mendapatkan data-data

spesifik kegagalan seperti laju kegagalan, waktu antar kerusakan, dan lama perbaikan.

Dari karakteristik kegagalan ini dilakukan analisis keandalan dan ketersediaan untuk

menentukan jenis pemeliharaan yang tepat digunakan. Dengan cara ini biaya-biaya

yang berhubungan dengan perubahan interval pemeliharaan, penyediaan suku cadang

(37)

[image:37.611.149.494.146.481.2]

yang dicapai.

Gambar 2.4 Algoritma Keputusan QRCM (Smith, 2001)

Perhitungan yang digunakan untuk mengambil keputusan menurut Smith adalah:

1. Penggantian komponen optimum (Optimum Replacement)

2. Penyediaan suku cadang optimum (Optimum spares holding)

3. Uji ketahanan interval optimum (Optimum proof-test intervals)

4. Monitoring kondisi (Condition monitoring)

Is the failure revealed or unrevealed Consider optimm spares Revealed Are the consequences trivial? Unrevealed

In combination with other failures, are the

consequences

Is there a measureable

degradation parameter?

Is there a measureable degradation parameter? Calculate optimum proof test Calculate preventive replacement Is there failure rate increasing? Carry out condition monitoring Carry out condition monitoring and calculate optimum proof test Calculate preventive replacement and optimum proof-test Is there failure rate increasing? DO NOTHING

(38)

2.3. Penerapan Strategi Pemeliharaan

Untuk melaksanakan strategi pemeliharaan yang efektif, saat ini banyak

diterapkan sistem pemeliharaan secara periodik (preventive maintenance).

Keuntungan melakukan pemeriksaan dan perbaikan secara periodik dan pada saat

yang tepat pada semua mesin-mesin/peralatan adalah, dapat diramalkannya total

perbaikan pada seluruh sistim pabrik oleh para insinyur pemeliharaan. Dalam hal ini

perbaikan dilakukan segera sebelum terjadi kerusakan yang lebih fatal. Biaya

perbaikan dan lamanya mesin/equipmen tidak beroperasi dapat diminimalkan,

dibandingkan dengan perbaikan mesin yang sama tetapi dilakukan setelah mesin itu

rusak total. Hal-hal penting dalam penerapan strategi pemeliharaan menurut Alfian

(2004) adalah:

1. Frekuensi kerusakan dan pengeluaran biaya untuk perbaikan termasuk upah.

2. Item-item yang dipilih harus benar-benar penting dan dapat berakibat fatal untuk

keseluruhan pabrik tersebut.

3. Penaksiran biaya-biaya pemeliharaan.

4. Melakukan pekerjaan sebanyak mungkin pada saat pembongkaran pabrik tahunan

(overhaul) dan efektifitas kerja dari para mekanik harus tinggi selama

dilakukannya pembongkaran pabrik tahunan tersebut.

5. Meramalkan kerusakan-kerusakan yang akan terjadi.

6. Data yang dikumpul dari pabrik secara harian, periodik, tahunan merupakan dasar

informasi untuk sistim pemeliharaan yang baik.

(39)

terintegrasi

Untuk itu perlu dibuat suatu jadwal pemeliharaan untuk setiap mesin dan

komponen. Penentuan interval pemeliharaan yang optimum adalah berdasarkan

perhitungan dan analisis keandalan, ketersediaan, dan biaya-biaya yang menyertai

keseluruhan kegiatan pemeliharaan. Interval pemeliharaan optimum inilah yang

dimasukkan kedalam prosedur pemeliharaan terencana menurut Corder (1992) seperti

[image:39.611.132.493.304.645.2]

terlihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Bagan Prosedur Pemeliharaan Terencana (Corder,1992)

Dari diagram pada gambar 2.5 terlihat bahwa yang diperlukan adalah:

Permintaan pemeliharaan

Laporan pemeriksaan Catatan riwayat

(hasil-hasil pemeliharaan)

Staf pemeliharaan

Pengendalian

Permintaan pemeliharaan Daftar sarana

(apa yang dipelihara)

Jadwal pemeliharaan (bagaimana memeliharanya)

Program pemeliharaan (kapan harus dipelihara)

Spesifkasi pekerjaan

Program perencanaan

mingguan

Program perencanaan

bulanan

Staf produksi

Mesin

A

dm

ini

st

ra

si

O

pe

ra

(40)

1. Jenis mesin dan komponen yang kritis untuk dirawat

2. Jadwal penggantian optimum tiap komponen

3. Jumlah komponen yang disediakan

4. Prosedur opersional standar (SOP)

5. Jumlah tenaga kerja yang diperlukan.

2.4 Keandalan (Reliability)

Keandalan dapat didefinisikan sebagai probabilitas suatu sistem dapat

berfungsi dengan baik untuk melakukan tugas pada kondisi tertentu dan dalam selang

waktu tertentu pula. Sistem reliability, availability dan maintainability (RAM)

akhir-akhir ini sudah dianggap sangat signifikan terhadap lingkungan yang berkompetisi

dan keseluruhan biaya operasi/biaya produksi.

Gambar 2.6 Pengaruh Suatu Program Reliability Terhadap Biaya Masa Pakai (Barabady, 2005)

(41)

formal, maka walaupun biaya tambahan (acquisition) meningkat, tetapi biaya

operasional turun drastis sehingga secara keseluruhan total biaya masa pakai (total

life cycle costs) dapat diturunkan.

Pemeliharaan tidak dapat dipisahkan dari keandalan. Jika keandalan rendah,

berarti membutuhkan pemeliharaan yang lebih besar dengan biaya yang lebih besar

pula (Barabady, 2005). Salah satu tujuan dari analisis sistem keandalan dan

ketersediaan adalah untuk mengidentifikasi kelemahan dalam suatu sistem, dan

menghitung secara kuantitas dampak dari kegagalan komponen. Pertanyaan yang

sering timbul adalah ”seberapa handal atau seberapa aman suatu sistem akan

beroperasi selama masa pengoperasiannya dimasa yang akan datang?”.Pertanyaan ini

sebagian dapat dijawab dengan menggunakan evaluasi keandalan secara kuantitatif.

Suatu peralatan yang sering terhenti kaena rusak (breakdown) tetapi dengan suatu

periode perbaikan yang pendek, bisa menghasilkan tingkat ketersediaan yang pantas.

Gambar 2.7 Biaya Masa Pakai Optimum (Barabady, 2005)

Sebaliknya suatu peralatan dengan keandalan yang tinggi, bisa saja tingkat

Acquisition Costs Life Cycle

Cost Optimized Cost

Point Operational

Costs

Life Cycle

Cost

(42)

ketersediaannya rendah, karena memerlukan waktu yang lama untuk setiap kali

perbaikan. Dengan mempertimbangkan kedua hal tersebut dapat ditentukan biaya

pemeliharaan yang optimum, seperti terlihat pada gambar 2.7.

Yin dkk (2009) membuat suatu konsep disain proses pada proses LNG dengan

pendekatan analisis Reliability, Availability dan Maintainability (RAM). Mereka

melakukan optimasi disain sistem terhadap turbin gas berdasarkan analisis RAM

seperti terlihat pada gambar 2.8 dan 2.9.

Gambar 2.8 Single System Optimal Design-With RAM (Yin dkk, 2009)

Tanpa analisis RAM, disain memerlukan biaya kapital yang lebih rendah, tetapi

downtime lebih tinggi dibandingkan sistem dengan analisis RAM, sehingga biaya

produksi tinggi. Dengan menggunakan analisis RAM, sistem dapat menrunkan biaya

10,99% dibandingkan dengan sistem tanpa analisis RAM, seperti terlihat pada tabel

2.2.

(43)

Without RAM Study With RAM Study

Total Cost in Life Cycle Capital Cost (MM$)

Lost Production Cost (MM$) CM Down Time (Hours) PM Down Time (Hours) Optimal PM Interval (Hrs) Cost Reduction %

72.55 26.14 46.42 1007.67

551.99 3000.00

Base

64.58 26.77 37.81 738.51 532.01 3333.00

10.99

Gambar 2.9 Parallel System Optimal Design-With RAM (Yin dkk, 2009)

Begitu juga dengan disain sistem paralel, dapat menurunkan sebesar 7,22%

[image:43.611.143.497.189.422.2]

dibandingkan sistem tanpa analisis RAM, seperti terlihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Annualized Costs Data for Parallel System (Yin dkk, 2009)

Without RAM With RAM Study

Total Cost in Life Cycle Capital Cost (MM$)

Lost Production Cost (MM$) Whole Capacity CM DT (Hours) Half Capacity CM DT (Hours) PM Down Time (Hours) Optimal PM Interval (Hrs) Cost Reduction %

57.94 27.49 30.44 6.00 836.82 598.50 3000.000

Base

53.75 27.59 26.16 5.70 815.84 465.50 3750.00

7.22

(44)

Menurut Priyanta (2000), indeks keandalan yang paling sering digunakan

adalah sebagai berikut:

1. Jumlah kegagalan yang diharapkan akan terjadi dalam periode waktu tertentu

2. Waktu rata-rata diantara dua kegagalan

3. Laju kegagalan dari suatu proses

4. Durasi rata-rata downtime dari suatu sistem atau peralatan

5. Nilai harapan keuntungan yang hilang karena kegagalan

6. Nilai harapan yang hilang dari output suatu proses karena kegagalan

Indeks-indeks ini dapat dievaluasi dengan menggunakan teori keandalan yang relevan

setelah beberapa kriteria tertentu yang berhubungan dengan kondisi operasional dari

suatu item dipenuhi.

2. 5 Tingkat Kekritisan Mesin

Tingkat kekritisan mesin (sistem) atau komponen (subsistem) disebut juga

Equipment Critically Rating (ECR) adalah merupakan besaran yang menunjukkan

tingkat urgensi suatu mesin atau komponen terhadap jalannya proses produksi. Mesin

dan komponen kritis maksudnya adalah mesin dan komponen yang paling sering

mengalami kerusakan sehingga dapat mengakibatkan berhentinya produksi

(downtime), dan menimbulkan kerugian yang besar. ECR ini digunakan sebagai dasar

penentuan prioritas pada pemeliharaan dan kebijakan pengadaan suku cadang.

Penelitian Sitorus (2006) di PKS Tor Ganda menampilkan jumlah dan tingkat

(45)

[image:45.611.134.509.157.421.2]

Tabel 2.4 Jumlah dan Tingkat Kekritisan Peralatan Mesin di PKS Tor Ganda Tahun 2005 (Sitorus, 2005)

No. Nama Mesin Jumlah

(Unit) ECR-1 ECR-2 ECR-3 ECR-4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Screw Press Digester Ripple Mill Claybath Boiler Gear Box Electromotor Geared Motor Pump Vibration Screen Thresser Steam Turbine Genset (genertor set) Hoisting Crane Decanter Blower 6 6 4 2 3 26 164 80 64 3 3 3 2 3 4 25 -√ -37 26 10 -√ √ √ -√ √ 109 52 43 √ √ √ √ √ √ √ -17 -11 -1 2

-Jumlah 398 84 283 28 3

2. 6 Distribusi Keandalan Weibull

Untuk menghitung keandalan peralatan atau komponen, langkah pertama

harus mengetahui model probabilitas atau komponen yang dinyatakan dengan

distribusi statistik. Distribusi statistik tergantung pada jenis kerusakan dari suatu

sistem independen terhadap umurnya dan karakteristik-karakteristik lain dari sejarah

pengoperasiannya. Distribusi eksponensial digunakan untuk laju kegagalan yang

konstan, sedangkan jika laju kegagalan tergantung pada bertambahnya umur sistem,

maka digunakan distribusi Weibull (Smith, 2001).

(46)

pengujian distribusi (Probability Distributions), sehingga diketahui apakah data

berdistribusi secara Normal, Lognormal, Exponential atau Weibull. Pengujian

distribusi ini bisa dilakukan dengan bantuan Software Minitab, lalu diambil koefisien

korelasi (correlation coefficient) yang terbesar.

2.6.1 Fungsi kepadatan

Fungsi f(t) mewakili fungsi probabilitas untuk variabel random T yang

kontinu disebut fungsi probabilitas kepadatan. Menurut Smitch (2001) fungsi

kepadatan adalah;

0 , 0 ,

0 ,

. ) (

) / ( 1

 











_ 







t e

t t f

t

(2.1)

Dimana; β = parameter bentuk (slope)

η = parameter skala

- untuk 0 <β < 1, laju kegagalan akan berkurang seiring bertambahnya waktu.

- untukβ = 1, maka laju kegagalannya adalah konstan

(47)

[image:47.611.196.440.111.365.2]

Gambar 2.10 Pengaruhβ pada Laju Kegagalan Weibull (Weibull, 2009)

Gambar 2.11 Pengaruhβ pada Reliability (Weibull, 2009)

[image:47.611.184.454.411.614.2]

(48)

Y = a + bt, (Weibull, 2009). N Yi b Xi a N i N i



_  _

 1 1

. (2.2) N Yi Yi N Yi Xi Yi Xi b N i N i N i N i N i 2 1 1 2 1 1 1 . .         



     _(2.3)





ln(1 ( )

ln F Ti

Yi   (2.4)

) ln(Ti

Xi  (2.5)

b 1   (2.6)   1 . b a e  (2.7)

Nilaiβ dan η dapat juga dicari menggunakan Grafik Probablity Weibull, atau

menggunakan Software Mintab.

2.6.2 Fungsi keandalan

Keandalan suatu alat adalah probabiltas untuk tidak rusak (survival) selama

periode t tertentu atau lebih. Fungsi keandalan terhadap waktu R(t) dapat

diformulasikan sebagai berikut

     





t

e

dt

t

f

t

R

(

)

(

)

_(2.8)

Dimana:

(49)

R(t) = keandalan (Reliability), peralatan beroperasi pada waktu t

R = 1 sistem dapat melaksanakan fungsi dengan baik

R = 0 sistem tidak dapat melaksanakan fungsi dengan baik

R = 0,8 sistem dapat melaksanakan fungsi dengan baik = 80%

2.6.3 Fungsi laju kegagalan

Laju kegagalan adalah banyaknya kerusakan per satuan waktu. Secara

sederhana laju kegagalan dapat dinyatakan sebagai perbandingan banyaknya

kegagalan selama selang waktu tertentu dengan total waktu operasi sistem

atau sub sistem

     











  ₁ ) / ( ) / ( 1 . . . . ) ( ) ( ) (        t e e t t R t f t t t (2.9)

Gambar 2.12 Gambar kurva Bath-tub

2.6.4 Fungsi kumulatif

) ( 1 )

(t R t

F   =





  

e t

(50)

2.6.5 Mean Time Between Failure (MTBF)

MTBF atau rata-rata waktu kerusakan adalah ekspektasi bisa pakai dari suatu

sistem atau peralatan, seperti yang dinyatakan oleh Dhillon (2002). MTBF bermanfaat

untuk mengetahui kinerja dan kemampuan dari peralatan yang digunakan dan dapat

didefinisikan sebagai berikut :



 





t t

dt

e

dt

t

R

MTBF

( /)

0

)

(

=



 







    

 e t

t .

. 1 (2.11)

MTBF dinyatakan dalam total jam operasi per jumlah kegagalan.

2.7 Ketersediaan (Availability)

Didefinisikan sebagai probabilitas untuk dapat menemukan suatu sistem untuk

melakukan fungsi yang diperlukan pada suatu periode waktu tertentu. Ada beberapa

faktor yang mempengaruhi ketersediaan suatu sistem. Gambar 2.13. menunjukkan

beberapa faktor yang mempengaruhi ketersediaan suatu sistem, beberapa diantaranya

dapat diperbaiki pada periode desain dan beberapa yang lainnya dapat diperbaiki pada

(51)

Gambar 2.13 Ilustrasi Ketersediaan (Priyanta, 2000)

Dari gambar 2.13 terlihat bahwa pada dasarnya perawatan akan berfungsi

untuk menjaga ketersediaan sistem melalui pengontrolan yang optimal pada

perawatan korektif dan perawatan preventif serta didukung oleh administrasi dan

penggunaan semua sumber daya secara efisien. Formulasi ketersediaan adalah:

MTTR MTBF MTBF A   (2.12)

Dimana; MTBF (Mean Time Between Failure) = waktu rata-rata antar kerusakan.

MTTR (Mean Time To Failure) = waktu rata-rata untuk mengerjakan

reparasi.

Availability = ketersediaan peralatan untuk beroperasi pada total jam

operasi. T id ak b er op er as i B er op er as i W ak tu A dm in d an Lo gi st ik W ak tu p er aw at an W ak tu A dm in B er op er as i T id ak b er op er as i B er op er as i

Periode waktu tertentu

(52)

2.8 Biaya Pemeliharaan dan Perbaikan

Ada dua macam pembiayaan pemeliharaan suatu mesin, yaitu: biaya

pencegahan (preventive cost) dan biaya kerusakan (failure cost). Preventive Cost

merupakan biaya yang timbul karena adanya perawatan mesin yang sudah

dijadwalkan. Sedangkan Failure Cost merupakan biaya yang timbul karena terjadi

kerusakan diluar perkiraan yang menyebabkan mesin produksi terhenti waktu

produksi sedang berjalan.

Cp = biaya satu siklus preventive

= (biaya kehilangan produksi/hari + biaya tenaga kerja/hari + biaya

pemeliharaan rutin )x waktu standar pemeliharaan preventif + harga

komponen. (2.13)

Cf = biaya satu siklus kerusakan

= (biaya tenaga kerja/hari + biaya kehilangan produksi/hari) x waktu rata-rata

perbaikan kerusakan + harga komponen. (2.14)

Model penggantian komponen yang akan digunakan adalah melakukan penggantian

komponen pada selang waktu (t) dengan mempertimbangkan probabilitas terjadinya

penggantian komponen akibat kerusakan (failure replacement) di dalam selang waktu

(t) tersebut.

Total biaya perawatan dan penggantian (Total expected replacement):

= (biaya satu siklus preventif x peluang siklus preventif) + (biaya satu siklus

kerusakan x peluang siklus kerusakan)

(53)

2.9 Penentuan Interval Waktu Pemeliharaan

Untuk menerapkan Preventive Maintenance, maka terlebih dahulu membuat

jadwal pemeliharaan yang optimal untuk tiap mesin tersebut. Optimal disini berarti

efektif dalam meminimalkan adanya kerusakan pada komponen tersebut dan efisien

dalam mengeluarkan biaya pemeliharaan.

Untuk menentukan interval waktu pemeliharaan yang optimal pada tiap mesin,

maka diperlukan parameter distribusi selang waktu kerusakan, dan biaya perbaikan

dari tiap komponen tersebut dengan kriteria minimasi biaya.

Total panjang siklus perawatan dan perbaikan adalah:

= (ekspektasi satu siklus preventif x peluang siklus preventif) + (ekspektasi satu

siklus kerusakan x peluang siklus kerusakan)

= 



T dt t f t t TxR 0 ) ( . ) ( (2.16)

Total biaya optimum pemeliharaan per satuan waktu suatu mesin menurut

Smith (2001) digunakan rumus sebagai berikut :



    T dt t f t t R T t R x Cf t R x Cp tp C 0 ) ( . ) ( . )) ( 1 ( ) ( ) ( (2.17) = siklus panjang T waktu selang dalam harapan biaya

total ( )

Dimana: T = waktu selang pemeliharaan preventif

(54)

1-R(t) = F(t) = probabilitas komponen gagal selama waktu T

f(t) = fungsi kepadatan probabilitas dari waktu kegagalan komponen.

Dari perhitungan total biaya diatas, dipilih interval waktu pemeliharaan berdasarkan

total biaya minimum.

2.10 Analisa Gaya Screw Press

Screw Press adalah unit yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari buah

sawit yang telah direbus dengan sistem penekanan/pengepresan. Buah sawit ditekan

dengan screw yang berputar 11-12 rpm dan ditahan oleh slidding/adjusting cone.

(55)

Komponen utama Screw Press adalah Left & Right Handed Worm, yang

menerima beban tekan dari slidding/adjusting cone, sehingga analisa gayanya dapat

dilakukan sama dengan prinsip gaya pada screw, seperti terlihat pada gambar 2.14.

Dimana: dm = diameter rata-rata ...m

p = pitch ... m

λ = sudut angkat ... o

F = gaya aksial ... N

f = koefisien gesek

N = gaya normal ... N

Untuk mengangkat, gaya PR beraksi arah radial kekanan (gbr 2.14a), gaya gesek fN

bekerja kearah kiri. Persamaan kesetimbangan yang terjadi adalah:

∑ Fv = Pr – N sinλ – fN cosλ = 0 (2.18)

∑ Fh = F + fN sin λ – N cosλ = 0 (2.19)

Dari pers (2.19)→



sin cos f F N  

Subsitusi dengan pers (2.18), maka pers menjadi (Shigley, 2006):



sin



cos ) cos (sin f f F PR   (2.20)

Torsi yang ditimbulkan oleh gaya PR dan radius rata-rata dm/2 adalah:

       fl dm fdm l dm P T R R



2 (2.21)

Tegangan geser akibat torsi pada screw adalah:

3 16 r R d T



(56)

Tegangan prinsipal yang terjadi adalah gabungan dari tegangan geser dan tegangan

tekan dengan persamaan:

2 2

2

2 xy

y x y

x





   _  _  (2.23)

2.11 Pengelolaan Dan Pengontrolan Suku Cadang

Suku cadang atau material merupakan bagian pokok yang perlu diperhitungkan

dalam pengaruhnya terhadap biaya perawatan. Jadi setiap bagian perawatan perlu

mengorgasisasian sistem penyimpanan suku cadang dan mengembangkan suatu

program pengontrolan yang dibutuhkan secara khusus. Usaha-usaha yang perlu

ditangani dalam mengelola dan mengontrol suku cadang mencakup sistem order,

rencana teknik untuk mengganti atau memperbaiki, penanggulangan masalah produk

yang berubah karena pengaruh material atau suku cadang, persediaan suku cadang

sesuai dengan kebutuhan fasilitas yang akan menggunakannya.

2.11.1 Dasar-dasar kontrol suku cadang

Hal yang perlu diperhatikan dalam pengelolaan suku cadang adalah bahwa

penyimpanan stok tidak terlalu lebih atau tidak terlalu kurang dari kebutuhan. Jumlah

maksimum dan minimum penyimpanan suku cadang harus ditentukan secermat

mungkin. Batas-batas tersebut dapat ditentukan berdasarkan pengalaman dan

(57)

Gambar 2.15 Grafik Penyediaan Suku Cadang (Daryus, 2007).

Faktor-faktor penting yang mendasari pengontrolan suku cadang menurut Daryus

(2007), yaitu:

a. Persediaan/stok maksimum.

Menunjukkan batas tertinggi penyimpanan suku cadang dengan jumlah yang

menguntungkan secara ekonomi.

b. Persediaan/stok minimum.

Menunjukkan batas terendah penyimpanan suku cadang dengan batas yang aman.

Untuk mengatasi kebutuhan suku cadang di atas batas normal, maka harus selalu

ada persediaan dalam jumlah tertentu.

c. Standar pemesanan.

Menunjukkan jumlah barang atau suku cadang yang dibeli pada setiap

pemesanan. Pemesanan kembali dapat diadakan lagi untuk mencapai jumlah stok

yang ibutuhkan.

jumlah

pemakaian

batas pemesanan kembali

stok maksimum

standar pemesanan

waktu pengadaan waktu

stok minimum

(58)

d. Batas pemesanan kembali.

Menunjukkan jumlah barang yang dapat dipakai selama waktu pengadaannya

kembali (sampai batas stok minimum). Pada saat jumlah persediaan barang telah

mencapai batas pemesanan, maka pemesanan yang baru segera diadakan.

e. Waktu pengadaan.

Menunjukkan lamanya waktu pengadaan barang yang dipesan (sejak mulai

pemesanan sampai datangnya barang pesanan baru).

2.11.2 Jumlah Pesanan Ekonomis

Penilaian untuk pemesanan barang dalam jumlah ekonomis mencakup

perhitungan biaya-biaya berikut:

a. Biaya pengadaan barang, termasuk biaya administrasi, pengangkutan, inspeksi,

dan biaya-biaya lain yang tak terduga.

b. Biaya inventarisasi barang. Termasuk biaya pengelolaan penyimpanan di gudang,

asuransi, keusangan, penyusutan dan lain-lain. Besarnya biaya ini sekitar 10

sampai 20% dari harga rata-rata barang yang disimpan.

Jumlah pesanan ekonomis dapat diperoleh apabila besarnya biaya pengadaan

barang sama dengan besarnya biaya inventarisasi. Menurut Dhilon (2002):

Apabila: A = Jumlah barang yang dibutuhkan per tahun.

(59)

C = Biaya inventarisasi per barang setahun. tahun per dibutuhkan yang barang jumlah tahun per asi inventaris total biaya  (2.24)