PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR UNTUK DIAGNOSI (1)

(1)

PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR

UNTUK DIAGNOSIS KERUSAKAN MESIN DIESEL

Ekka Pujo Ariesanto Akhmad, M. Taufik

Jurusan Teknika, Program Diploma Pelayaran, Universitas Hang Tuah

ABSTRAK

Sistem pakar pada penelitian ini merupakan sistem pakar berbasis pemrograman visual yang memberikan solusi dalam mengatasi kerusakan mesin diesel khususnya untuk perbaikan kerusakan yang terjadi pada mesin diesel kapal laut. Sistem menyediakan fasilitas penanganan gangguan (troubleshooting) bagi pengguna untuk diagnosis kerusakan mesin diesel berdasarkan kemungkinan penyebab kerusakan.

Sistem juga menyediakan fasilitas tambah, edit, hapus, dan simpan pengetahuan yang dapat digunakan oleh pengembang sistem dan pakar dalam melakukan perubahan data pada basis pengetahuan. Metode inferensi yang digunakan pada sistem ini adalah strategi pelacakan rantai telusur maju (forward chaining) dan strategi kontrol pelacakan pertama mendalam (depth first search). Metode untuk menyajikan pengetahuan yang digunakan adalah kaidah produksi (production rule). Aturan pada basis pengetahuan dimodelkan dalam bentuk jaringan yang terdiri atas simpul-simpul (node-node) berbentuk pohon (tree) dengan memanfaatkan basis data (database) Microsoft Access serta bahasa pemrograman Microsoft Visual Basic 6.0.

Hasil penelitian menunjukkan pemanfaatan database untuk menyimpan basis pengetahuan dari sistem pakar akan mempermudah dalam pembuatan fasilitas penambahan pengetahuan. Dengan adanya fasilitas penambahan pengetahuan, perubahan aturan pada basis pengetahuan dan pengembangan sistem melalui akuisisi pengetahuan yang baru dapat langsung dilakukan tanpa harus merombak sistem yang sudah jadi. Hal ini akan memungkinkan sistem menjadi tetap terbarui. Namun, penelitian ini belum memasukkan faktor kepastian (certainty factor) untuk menentukan keakuratan hasil diagnosis.

Kata kunci: diagnosis, kerusakan mesin diesel, rantai telusur maju, sistem pakar.

PENDAHULUAN

Latar belakang

Pada umumnya kapal-kapal mempunyai penggerak atau pendorong (propulsion) sendiri, hanya sebagian kecil saja kapal yang tidak mempunyai penggerak sendiri, salah satu diantaranya adalah kapal tongkang. Propulsion yang yang paling populer dipakai adalah baling-baling (propeller), ada yang memakai baling-baling tunggal (single

propeller), ada juga dengan baling-baling

ganda (twin propeller). Putaran dan daya dorong baling-baling terhadap kapal, diperoleh dari mesin penggerak utama, seperti turbin, mesin diesel dan lainnya.

Pilihan mesin penggerak utama kapal lebih banyak kepada mesin diesel, dengan

pertimbangan, bahwa mesin diesel mempunyai daya (horse power) cukup besar dengan bentuk lebih kecil, sehingga tidak terlalu banyak memakan tempat di kamar mesin. Mesin diesel juga lebih mudah diperoleh di pasaran, dengan berbagai macam pilihan, merek, mudah perawatan dan mudah pula mendapatkan suku cadangnya.

Begitu pentingnya mesin penggerak utama ini untuk operasional sebuah kapal, sehingga kesiapannya harus selalu terjaga setiap saat dibutuhkan. Disamping standar perawatan yang telah ditentukan oleh pabrik mesin tersebut, pemilik kapal dan awak mesin kapal juga harus melaksanakan sistem perawatan berencana.

(2)

Kelangsungan dan keberhasilan operasi suatu kapal bergantung pada kemampuan individu yang dipekerjakan untuk menangani operasi kapal. Sebagian kemampuan yang dimiliki oleh awak mesin kapal berasal dari pelatihan dan pembelajaran melalui kursus/lembaga pendidikan, buku-buku, dan manual, banyak juga dari awak mesin kapal tersebut mendapatkan kemampuan yang dimilikinya melalui pengalaman di lapangan.

Jika terjadi kerusakan pada mesin diesel, maka perbaikan yang dilakukan awak mesin kapal harus sesuai dengan diagnosis atau pelacakan kerusakan yang diberikan oleh pakar.

Rumusan masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas, penelitian ini akan mengkaji dan mengembangkan sistem pakar yang dapat mengatasi permasalahan yang dihadapi dalam melakukan diagnosis kerusakan pada mesin diesel.

Sistem pakar yang dikembangkan ini diharapkan mampu mengatasi keterbatasan para pakar yang ada. Awak mesin kapal/teknisi/pengguna dapat mengikuti prosedur diagnosis atau pelacakan yang disediakan sistem pakar, sehingga sistem pakar ini dapat menggantikan keahlian para pakar yang biasanya harus membimbing langkah demi langkah untuk melakukan pelacakan atau untuk mencari letak kerusakan mesin diesel.

Batasan masalah

1. Kerusakan mesin yang didiagnosis hanya pada sistem pelumasan, sistem penjalan (start), sistem pendinginan, sistem bahan bakar, dan sistem gas buang dari mesin diesel 4 langkah (tak).

2. Cara akuisisi pengetahuan dilakukan dengan pencarian sumber pengetahuan di internet dan buku yang disusun oleh seorang pakar.

3. Metode representasi pengetahuan yang dipilih adalah kaidah produksi (production rule).

4. Inferensi aturannya menggunakan rantai telusur maju (forward chaining).

5. Teknik penelusuran data menggunakan pelacakan pertama mendalam (depth first search).

6. Tidak membahas faktor kepastian (certainty factor).

Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mensubstitusikan pengetahuan pakar tentang mesin diesel ke dalam bentuk sistem, sehingga dapat digunakan oleh orang banyak.

Tujuan khusus penelitian ini adalah membuat perangkat lunak yang akan membantu diagnosis pada sistem pelumasan, sistem penjalan (start), sistem pendinginan, sistem bahan bakar, dan sistem gas buang mesin diesel, bila terdapat masalah atau kegagalan.

Manfaat Penelitian

1. Masyarakat awam bukan pakar dapat memanfaatkan keahlian dalam bidang mesin kapal tanpa kehadiran langsung seorang pakar.

2. Meningkatkan produktivitas kerja, yaitu bertambah efisiensi pekerjaan untuk mengatasi masalah mesin diesel kapal serta hasil solusi kerja.

3. Penghematan waktu dalam menyelesaikan masalah yang kompleks.

4. Memberikan penyederhanaan solusi untuk kasus-kasus yang kompleks dan berulang-ulang.

5. Pengetahuan seorang pakar dapat didokumentasikan tanpa ada batas waktu.

6. Memungkinkan penggabungan berbagai bidang pengetahuan dari berbagai pakar untuk dikombinasikan. 7. Bagi kalangan akademisi dapat

(3)

pengembangan sistem pakar untuk diagnosis masalah mesin diesel kapal.

TINJAUAN PUSTAKA

Sistem Pakar

Sistem pakar adalah salah satu bagian dari kecerdasan buatan (artificial

intelligence) yang dirancang untuk

membantu manusia dalam menyelesaikan suatu masalah yang sedang dihadapi yang biasanya dilakukan oleh seorang pakar.

Sistem ini berusaha menduplikasikan keahlian seorang pakar dalam bidang tertentu. Dengan sistem pakar seorang pengguna dapat membuat keputusan seperti keputusan yang diberikan oleh seorang pakar melalui program komputer. Menurut Durkin (Kusumadewi, 2003, h.109), sistem pakar adalah suatu program komputer yang dirancang untuk memodelkan kemampuan penyelesaian masalah yang dilakukan oleh seorang pakar.

Kategori masalah sistem pakar yang dibahas dalam penelitian ini adalah diagnosis kerusakan mesin diesel. Menurut Kusrini (2006, h. 21), diagnosis adalah menentukan sebab malfungsi dalam situasi kompleks yang didasarkan pada gejala-gejala yang teramati.

Struktur bagan sistem pakar

Diagram blok dari arsitektur sistem pakar dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur bagan sistem pakar

Kelima komponen penting pada gambar 1 adalah akuisisi pengetahuan, basis pengetahuan dan basis aturan,

mekanisme inferensi, fasilitas penjelasan program, dan antarmuka pengguna yang merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan. Sedangkan fasilitas belajar mandiri merupakan komponen yang mendukung sistem pakar sebagai suatu kecerdasan buatan tingkat lanjut (Tim penerbit Andi, 2006, h.11-12).

Jika gambar 1 diperhatikan dengan cermat, maka ada tiga unsur penting dari pengembangan sistem pakar, yaitu adanya pakar, pengguna, dan sistem. Pakar adalah orang yang mempunyai pengalaman khusus akan suatu masalah. Dalam sistem, pengalaman tersebut disimpan sebagai basis pengetahuan dan basis aturan. Sedangkan pengguna adalah orang yang ingin berkonsultasi dengan pakar lewat sistem. Penjelasan tiap komponen dari sistem pakar pada gambar 1 adalah sebagai berikut.

Fasilitas akuisisi pengetahuan

Proses akuisisi pengetahuan melibatkan suatu interaksi antara pengembang sistem dan seseorang atau beberapa orang pakar dalam suatu bidang tertentu. Pengembang sistem menyerap prosedur-prosedur, strategi-strategi, dan pengalaman untuk menyelesaikan suatu masalah tertentu dari pakar tersebut dan membangunnya menjadi suatu program sistem pakar. Sumber pakar dapat berupa buku dan atau ahli dalam bidang tertentu (Sampurno, 2000, h. C-13 – C-14).

Basis pengetahuan dan basis aturan

(4)

konsekuensi yang diakibatkannya (Kusrini, 2006, h. 24 – 33).

Basis aturan mengandung fakta-fakta mengenai masalah-masalah yang akan dicari solusinya. Fakta-fakta yang diketahui disimpan sebagai kondisi awal. Fakta-fakta yang baru diperoleh dari proses inferensi ditambahkan pada database. Fakta-fakta ini berhubungan dengan semua yang diketahui selama proses inferensi. Kondisi awal dari masalah yang akan diselesaikan biasanya ditanyakan oleh sistem pakar kepada pemakai sebagai masukan awal. Pertanyaan ini dapat berupa jawaban yang harus diketik atau menu yang harus dipilih oleh pengguna. Berdasarkan informasi ini sistem pakar mulai melakukan proses pelacakan (Sampurno, 2000, h. C-12).

Mesin inferensi

Menurut Sampurno (2000, h. C-13), mesin inferensi adalah suatu perangkat lunak yang mengimplementasikan suatu operasi pelacakan dengan menggunakan basis pengetahuan dan basis data untuk mencapai solusi. Mesin inferensi menguji kaidah-kaidah dengan pola urutan tertentu untuk mencocokkan kondisi sekarang dan kondisi awal yang diberikan oleh basis data. Jika kaidah-kaidah tersebut cocok dengan kondisi sekarang, maka kondisi tersebut dapat diberikan pada basis data dan dapat digunakan untuk mencari fakta-fakta baru.

Pada mesin inferensi dibedakan atas strategi kontrol dan strategi pelacakan. Strategi kontrol dibagi menjadi dua yaitu pelacakan pertama melebar (breadth first

search) dan pelacakan pertama mendalam

(depth first search). Pelacakan pertama melebar merupakan strategi kontrol yang pelacakannya dilakukan selapis demi selapis, sehingga semua simpul pada tingkat yang sama akan dievaluasi terlebih dahulu sebelum pelacakan dilakukan terhadap tingkat yang lebih rendah. Pada pelacakan pertama mendalam, pelacakan dimulai dari satu simpul sampai pada

tingkat yang paling rendah dan baru dilanjutkan pada simpul yang lain.

Strategi pelacakan juga dibedakan menjadi dua yaitu rantai telusur maju (forward chaining) dan rantai telusur mundur (backward chaining). Pada rantai telusur maju, penelusurannya dimulai dari fakta-fakta untuk memperoleh kesimpulan akhir yang menjadi tujuan pemecahan masalah, sedang pada rantai telusur mundur, penelusuran dimulai dari hipotesa dan dilanjutkan dengan pencarian fakta-fakta untuk membuktikan kebenaran suatu hipotesa.

Fasilitas penjelasan sistem

Fasilitas penjelasan sistem merupakan bagian dari sistem pakar yang memberikan penjelasan tentang bagaimana program dijalankan, apa yang harus dijelaskan kepada pengguna tentang suatu masalah, memberikan rekomendasi kepada pengguna, mengakomodasi kesalahan pengguna, dan menjelaskan bagaimana suatu masalah terjadi (Tim penerbit Andi, 2006, h. 18).

Antarmuka pengguna

Antarmuka merupakan tampilan pada layar monitor dari komputer yang memungkinkan pengguna dapat berkomunikasi dengan sistem pakar. Melalui antarmuka ini, pengguna memasukkan data awal, melakukan konsultasi, dan mendapatkan solusi permasalahan dari sistem pakar (Sampurno, 2000, h. C-13).

Mesin Diesel

(5)

udara bertekanan tinggi. Selama kompresi udara dalam silinder mesin, suhu udara meningkat, sehingga ketika bahan bakar dalam bentuk kabut halus bersinggungan dengan udara panas ini akan menyala dan tidak dibutuhkan alat penyalaan lain dari luar. Karena alasan ini juga disebut mesin penyalaan kompresi. Karakteristik mesin diesel lain yang penting adalah mesinnya menghasilkan puntiran yang tidak tergantung pada kecepatan, karena banyaknya udara masuk ke dalam silinder dalam setiap langkah isap dari torak, hanya sedikit yang dipengaruhi kecepatan mesin. Mesin diesel juga mempunyai efisiensi panas yang lebih daripada motor bakar lainnya. Dengan sedikit bahan bakar untuk setiap penyediaan daya yang sama serta penggunaan bahan bakar yang lebih murah daripada bensin (Tim Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS, 2006, h. I-1).

Mesin diesel dapat dibagi menjadi beberapa kelompok yang dibedakan menjadi

1. Daur operasi

Mesin diesel dapat dibagi menjadi dua operasi pada daur operasi tekanan konstan dan yang beroperasi pada daur kombinasi.

2. Metode pengisian

Mesin diesel dapat dibagi menjadi empat langkah dan dua langkah.

3. Desain umum

Semua mesin dapat menjadi mesin bekerja tunggal dan ganda. Desain bekerja ganda hanya digunakan untuk mesin besar. Klasifikasi desain umum dari mesin: horizontal dan vertikal; satu garis; V; torak berlawanan; juga mesin silinder tunggal dan jamak.

Komponen mesin diesel

Menurut Tim Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS (2006, h. I-6 – I-12) komponen mesin diesel terdiri dari

1. Kepala silinder.

Kepala silinder dipasang pada permukaan blok silinder dan membentuk sebagian ruang bakar

utama. Pada kepala silinder dipasang nozel untuk menginjeksi bahan bakar, manifold masuk untuk memasukkan udara yang diperlukan dalam pembakaran, manifold keluar untuk membuang gas pembakaran ke udara luar, sistem klep untuk mengatur pengisapan/pembuangan, sistem pemanas untuk memanasi udara dalam ruang bakar pada waktu motor masih dingin untuk menghidupkan motor. 2. Ruang bakar.

Dalam ruang bakar diinjeksi dari nozel dibakar oleh panas kompresi. Tipe ruang bakar pada motor diesel dibagi dalam beberapa tipe.

a. Tipe ruang bakar langsung.

Tipe ini adalah ruang tunggal, bahan bakar diinjeksi langsung ke dalam ruang bakar yang dibuat berbentuk cekung pada bagian kepala torak. b. Tipe ruang bakar depan.

Pada tipe ini mempunyai ruang bakar utama dibuat pada bagian kepala torak dan ruang bantu yang disebut kamar depan ditempatkan pada kepala silinder.

c. Tipe ruang bakar kamar pusaran. Pada kamar pusaran ini timbul pusaran udara yang sangat cepat pada waktu kompresi. Bahan bakar disemprotkan ke dalam kamar pusaran dan sebagian besar terbakar di dalamnya. Bahan bakar yang masih belum terbakar dibakar pada ruang bakar diantara kepala torak dan kepala silinder.

3. Torak (piston).

Torak selalu bergerak bolak-balik di dalam silinder dan dihubungkan dengan batang torak dan pena torak. Torak memutar poros engkol melalui batang torak dan selalu bersinggungan dengan tekanan dan temperatur tinggi. 4. Pena torak (crank pin).

(6)

mengatasi beban ini bagian tengahnya dibuat lebih tebal.

5. Ring torak (piston ring).

Ring torak ada dua macam, yaitu ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi untuk mencegah kebocoran kompresi dan gas pembakarannya, serta menyalurkan sebagian panas dari torak ke air pendingin melalui dinding silinder. Ring oli berfungsi untuk menyerut sisa oli yang telah melumasi pada dinding dalam silinder, serta memberi oli pelumas pada bagian ujung kecil batang torak.

6. Batang torak (connecting rod).

Batang torak berfungsi untuk menghubungkan torak dengan poros engkol dan mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan berputar poros engkol.

7. Poros engkol (crank shaft).

Poros engkol berfungsi untuk mengubah gerak bolak-balik torak menjadi gerak putar melalui batang torak. Poros engkol terdiri dari pena engkol, jurnal engkol dan lengan engkol yang ditempa dari baja karbon atau baja khusus.

8. Bantalan jurnal (jurnal bearing).

Bantalan jurnal umumnya trimetal yang terdiri bagian atas dengan bahan kelmet metal dan bagian belakang dibuat dari bahan baja lunak. Pada bantalan jurnal dibuat lubang dan alur oli untuk saluran oli dari blok silinder. 9. Roda penerus (fly wheel).

Roda penerus berfungsi untuk meratakan putaran poros engkol yang berubah-ubah akibat pembakaran (kerja) pada tiap satu kali putaran poros engkol pada motor dua tak atau pada tiap kali putaran poros engkol pada motor empat tak.

10. Klep (valve).

Klep berfungsi untuk memasukkan udara dan membuang gas hasil pembakaran dengan cara membuka dan menutup klep pada saat yang tepat.

11. Poros nok (cam shaft).

Poros nok mempunyai satu nok untuk isap dan satu nok untuk buang pada silinder. Bentuk nok dibuat seperti elips atau telur untuk meningkatkan efisiensi dan agar putaran motor tenang.

12. Gigi timing (timing gear).

Gigi timing berfungsi untuk melaksanakan saat yang tepat penginjeksian bahan bakar dan pembukaan serta penutupan klep. 13. Pengatur (governor).

Kegunaan pengatur (governor) adalah menjaga putaran mesin pada kecepatan yang diinginkan tanpa tergantung pada perubahan beban maksimum yang dapat dibawa oleh mesin.

Peralatan Tambahan Bagi Mesin Diesel

Peralatan Minyak Pelumas

Dalam mesin diesel, tiap bantalan dilumasi dengan minyak pelumas. Hal ini disebut pelumasan luar. Pelumas dialirkan oleh pompa minyak pelumas (lubricating

oil pump) ke tiap bagian mesin yang

mengalami gesekan melalui pendingin minyak pelumas (lubricating oil cooler). Setelah melalui bagian-bagian yang memerlukan pelumasan, minyak itu dikumpulkan dalam tangki endap kemudian kembali lagi diedarkan oleh pompa. Pada ukuran kecil, pompa minyak pelumas disambung pada mesin, sehingga bekerja secara otomatis, tetapi pada mesin besar dipakai pompa yang dijalankan motor.

Minyak menjadi kotor dalam pemakaian dan karena itu diberikan separator. Contoh peralatan minyak pelumas dapat dilihat pada gambar 2. Pelumasan permukaan dalam silinder liner disebut pelumasan dalam (internal

lubricating). Dalam mesin besar, minyak

(7)

kecil, pelumasan terjadi oleh percikan minyak dalam karter (crank case) kemudian melekat pada silinder liner.

Gambar 2. Peralatan minyak pelumas

Keterangan gambar 2 adalah sebagai berikut.

(1). Tangki persediaan minyak lumas (lubricating oil sump tank).

(2). Pompa minyak pelumas (lubricating oil pump).

(3). Saringan (lubricating oil filter).

(4). Pendingin minyak pelumas (lubricating oil cooler).

(5). Pipa pemasukan utama (main oil feed pipe). (6). Pembersih/pemisah minyak pelumas (lubricating oil purifier).

(7). Pemanas (heater).

(8). Pompa pemindah (transfer pump). (9). Tangki persediaan (settling tank).

(10). Tangki minyak bersih (purified oil tank).

Peralatan Penjalan

Gaya luar diperlukan untuk memutar poros engkol supaya mesin diesel dapat berjalan, sehingga udara silinder dapat dimampatkan. Starter dapat terlaksana oleh motor starter dan tekanan udara.

a. Katup penjalan (starter valve)

Dalam menjalankan tekanan udara dapat terlaksana sebagai berikut.

Sebuah katup penjalan pada kepala silinder meneruskan tekanan udara mendorong torak ke bawah sehingga poros engkol berputar. Udara yang masuk lewat katup kontrol yang dibuka atau ditutup oleh nok, berfungsi mengalirkan udara yang dimampatkan ke dalam silinder pada periode dan saat yang tepat.

b. Sistem bagi proses penjalan

Udara yang dibutuhkan untuk menjalankan mesin dihasilkan oleh kompresor udara dan disimpan dalam botol angin pada tekanan 20 hingga 30 kg/cm2. Kompresor udara biasanya dijalankan oleh motor yang juga menjalankan motor elektrik (electric

motor). Garis besar sistem penjalan udara

dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Sistem penjalan dengan udara

(1). Kompresor udara (air compresor). (2). Botol angin (starting air reservoir). (3). Pipa induk untuk udara penjalan (main pipe for starting air).

(4). Cabang pipa untuk udara penjalan (branch pipe for starting air).

(5). Klep penjalan (starting valve).

(6). Klep pengontrol udara (air control valve). (7). Pipa pengontrol udara (control air pipe). (8). Alat keamanan (safety device).

(9). Alat pengoperasian (operating device).

Peralatan Pendingin

(8)

Gambar 4. Peralatan pendingin

(1). Kran air laut (sea water valve). (2). Saringan air laut (sea water strainer). (3). Pompa air laut (sea water pump).

(4). Pendingin minyak pelumas (lubricating oil cooler).

(5). Pendingin air tawar (fresh water cooler). (6). Pompa air pendingin. (cooling water pump). (7). Pipa masuk utama (main inlet pipe). (8). Pipa masuk cabang (branch inlet pipe) air pendingin.

(9). Pipa keluar cabang (branch outlet pipe) air pendingin.

(10). Pipa keluar utama (main outlet pipe) air pendingin.

(11). Tangki ekspansi (expansion tank).

Pada mesin yang sedang dan yang besar, mahkota torak (piston crown) didinginkan dengan air tawar atau minyak. Pada mesin besar yang modern pada umumnya dipakai pendingin air tawar. Peralatan pendingin kepala torak serupa dengan yang terlihat pada gambar 4 dan dipasang tersendiri, terlepas dari peralatan pendingin silinder dan bagian lainnya. Pipa teleskop (telescopic pipe) digunakan untuk menghubungkan pipa-pipa air pendingin torak.

Peralatan Penyemprotan Bahan Bakar

a. Katup penyemprot bahan bakar (fuel injection valve)

Katup ini berfungsi mengabutkan dan menyemprotkan bahan bakar bertekanan tinggi ke dalam silinder yang dialirkan oleh pompa bahan bakar. Bahan bakar bertekanan tinggi dari pompa bahan bakar mendorong ke atas katup jarum (needle

valve), yang ditahan oleh tekanan sebuah

pegas, sehingga bahan bakar memancar keluar melalui lubang kecil pada ujung pangabut.

b. Pompa bahan bakar

Pompa bahan bakar berfungsi mengalirkan bahan bakar dalam jumlah yang diperlukan ke katup penyemprot bahan bakar pada saat yang tepat dan tekanan yang cukup untuk disemprotkan ke dalam silinder. Ada beberapa macam pompa bahan bakar semuanya merupakan pompa plunyer yang dijalankan oleh nok bahan bakar (fuel cams). Jumlah bahan bakar yang dialirkan oleh pompa bahan bakar disesuaikan untuk mengatur tenaga dari mesin.

c. Sistem bahan bakar

Garis besar sistem bahan bakar dapat dilihat pada gambar 5. Bahan bakar digunakan sesudah kandungan air dan benda padat mengendap. Jika menggunakan "heavy oil" berkualitas rendah dalam mesin besar, bahan bakar dibersihkan lebih dulu oleh separator. Bahan bakar dialirkan dari tangki harian melalui saringan ke pompa bahan bakar.

Gambar 5. Sistem bahan bakar (fuel system)

(1). Tangki bahan bakar (fuel tank).

(2). Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump).

(3). Tangki persediaan (fuel setling tank). (4). Pemanas bahan bakar (fuel heater). (5). Separator (purifier).

(6). Tangki harian (service tank). (7). Saringan oli (oil filter).

(9)

Peralatan Pemasukan dan Pembuangan

a. Katup pemasukan (suction valve) dan katup pembuangan (exhaust valve)

Dalam mesin 4 tak, pada tiap tutup silinder terdapat katup masuk dan katup pembuangan. Kedua katup itu berkonstruksi sama. Pada umumnya katup ditutup oleh per (pegas) katup (valve

springs) dan terbuka hanya selama waktu

yang diatur oleh nok (cam). Poros nok (cam shaft) diputar dari engkol oleh adanya gigi (gear) atau rantai. Pada mesin 4 tak, poros nok berputar dengan separuh kecepatan poros engkol.

b. Peralatan pembilasan (scavenging) pada mesin 2 tak

Pada mesin 2 tak, udara bertekanan yang dialirkan dari pompa pembilas (scavenging pump) ke waduk pembilasan (scavenging reservoir) dihantarkan ke dalam silinder melalui lubang pembilasan. Ada dua cara melaksanakan pembuangan. 1). Gas dibuang melalui lubang pembuangan pada silinder.

2). Gas dibuang melalui katup pembuangan pada kepala silinder.

Pompa pembilasan digolongkan ke dalam tipe bolak balik, tipe dasar silinder, tipe rotary, dan tipe sentrifugal.

c. Pembilasan lanjut (supercharge)

Tenaga mesin akan makin besar dalam jumlah bahan bakar yang dapat untuk menambah udara bersih disebut supercharge, sedangkan mesin yang dilengkapi alat ini disebut supercharged

engine. Supercharge paling populer adalah

turbin gas buang (exhaust gas turbine) yang dijalankan oleh gas buang (exhaust

gas). Menurut Arismunandar (2008, h.

142-145), kebanyakan supercharger yang digunakan pada saat ini adalah dari jenis

turbo supercharger. Dalam beberapa hal,

supercharger dapat pula digerakkan oleh mesin khusus yang terpisah. Untuk memperoleh konstruksi yang ringan, sebuah kompresor sentrifugal dapat dihubungkan dengan sebuah turbin gas

aksial atau radial, dan bekerja pada putaran tinggi. Sistem turbocharger sebuah mesin dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Sistem turbocharger sebuah mesin

d. Sistem gas buang

Gas bekas dari silinder terkumpul dalam manifold kemudian tertekan keluar melalui pipa pembuangan dan peredam suara (mufler). Saluran pembuangan dilapisi bahan tahan api dan didinginkan dengan air. Pada kapal-kapal berukuran besar dipasang sebuah ketel gas bekas (exhaust boiler) untuk membangkitkan uap dengan memampatkan panas dari gas bekas.

METODE PENELITIAN

Menurut Rolston dan David, W., tahap-tahap pengembangan sistem pakar meliputi tahap identifikasi, tahap formalisasi, tahap implementasi, dan tahap pengujian (Sampurno, 2000, h. 14 – C-17). Diagram alir dari metodologi penelitian sistem pakar dapat dilihat pada gambar 7.

(10)

Tahap identifikasi

Dalam tahap ini pengembang sistem dan pakar harus mengidentifikasikan segala aspek yang berhubungan dengan masalah yang akan dibicarakan. Kerjasama antara pengembang sistem dan pakar dimulai pada tahap ini untuk mendeskripsikan semua persoalan yang sedang dihadapi.

Tahap identifikasi permasalahan ini dimulai dengan mengumpulkan data masukan tentang macam-macam kerusakan mesin diesel, jenis-jenis kerusakan dan ciri-cirinya. Disamping itu pengembang sistem melakukan studi pustaka tentang diagnosis kerusakan pada mesin diesel yang sejenis maupun melalui panduan atau instruksi perawatan dan perbaikan mesin diesel. Untuk lebih jelasnya macam-macam kerusakan mesin diesel dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Macam kerusakan mesin diesel NoMacam Macam

M001 Mesin tidak dapat distart

M002 Mesin dapat distart, tetapi tiba-tiba mati

M003 Mesin dapat distart, tetapi tekanan minyak pelumas tidak naik

M004 Pada waktu mesin bekerja, tekanan minyak pelumas berkurang M005 Daya mesin berkurang M006 Ketukan (“knocking”) M007 Gas buang terlalu tebal M008 Putaran mesin sukar diatur

Tahap formalisasi

Dalam tahap ini pengembang sistem dan pakar memutuskan hubungan-hubungan dan strategi kontrol yang diperlukan untuk mendapatkan ruang lingkup pemecahan masalah dan bagaimana membangkitkan atau membuat suatu solusi berdasarkan fakta dan informasi dalam ruang lingkup tersebut. Dalam tahap ini dilakukan perincian bagian-bagian masalah untuk menentukan sejauh mana kedalaman pengetahuan akan disajikan.

Pada tahap ini, akan dibuat diagram alir yang bertujuan merepresentasikan pengetahuan hasil dari tahap identifikasi. Basis pengetahuan pada sistem ini merupakan tempat tersimpannya kumpulan aturan yang memiliki keterkaitan satu sama lain. Hubungan antara aturan yang satu dengan yang lain yang terdapat pada basis pengetahuan dapat dimodelkan dengan menggunakan struktur pohon (tree). Berikut ini adalah contoh pemodelan basis pengetahuan dengan pohon untuk kerusakan yang terjadi pada mesin tidak dapat distart. Sistem pakar akan melakukan pelacakan sesuai dengan macam, jenis, dan ciri kerusakan mesin. Pemodelan basis pengetahuan dengan pohon untuk diagnosis kerusakan mesin diesel dapat dilihat pada gambar 8.

(11)

M001 : Mesin tidak dapat distart

J001 : Pada sistem start dengan dengan udara tekan J002 : Kerugian mekanis

J003 : Alat pemanas rusak

J004 : Tak ada penyemprotan bahan bakar J005 : Nozel tidak bekerja dengan baik J006 : Saat penyemprotan kurang tepat J007 : Kebocoran gas dari dalam silinder

C001 : Tekanan udara di dalam tangki terlalu rendah C002 : Kebocoran melalui pipa udara tekan C003 : Kebocoran melalui katup udara C004 : Kekentalan minyak lumas terlalu tinggi C005 : Kemacetan pada beberapa bagian C006 : Mesin terlalu dingin

C007 : Kerusakan sekering

C008 : Tidak cukup bahan bakar di dalam tangki C009 : Pipa bahan bakar tersumbat

C010 : Udara di dalam sistem penyemprotan bahan bakar C011 : Pompa pengisi bahan bakar tidak mengisap C012 : Plunyer pompa penyemprot bahan bakar sudah aus C013 : Sambungan-sambungan antara governor dan pompa

longgar atau terlepas

C014 : Kotoran atau karat pada pegas katup pompa C015 : Pegas pompa patah

C021 : Kesalahan penyetelan pada kopeling pompa

penyemprot bahan bakar

C022 : Kam sudah aus

C023 : Permukaan bagian yang menempel pada kam sudah aus C024 : Katup isap atau katup buang macet, atau muka katup tidak

menutup sempurna pada dudukannya C025 : Pegas katup patah

C026 : Cincin torak macet di dalam alurnya C027 : Kebocoran melalui paking kepala silinder

Tahap implementasi

Dalam tahap ini dilakukan penerjemahan hasil formalisasi di atas yang berupa diagram pohon representasi pengetahuan ke dalam program komputer (sistem pakar) yang sesuai dengan perangkat lunak pengembangan yang digunakan. Pada penelitian ini digunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 yang digunakan untuk mengembangkan sistem pakar, sedangkan untuk membangun basis pengetahuan dan basis aturan digunakan Microsoft Access.

Untuk mengimplementasikan permasalahan ini, maka akan digunakan

strategi kontrol pelacakan pertama mendalam (depth first search), strategi pelacakan rantai telusur maju (forward chaining), dan inferensi kaidah produksi (production rule).

Tahap pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian dan evaluasi tentang keandalan perangkat lunak yang telah dikembangkan. Para pakar harus membantu pengembang sistem untuk menguji hasil implementasi di atas dengan tujuan agar hasil yang diperoleh benar-benar sesuai dengan yang dikehendaki.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Akuisisi pengetahuan

Pada penelitian ini proses untuk mengumpulkan data-data pengetahuan akan suatu masalah dari pakar ditempuh dengan cara mendapatkan pengetahuan dari buku motor diesel putaran tinggi karangan Prof. Dr. Wiranto Arismunandar dan Koichi Tsuda, bab kerusakan dan perbaikannya, serta literatur yang ada di internet. Akuisisi pengetahuan dikerjakan oleh pengembang sistem.

Basis pengetahuan dan basis aturan

Setelah proses akuisisi pengetahuan selesai dilakukan, kemudian pengetahuan tersebut direpresentasikan menjadi basis pengetahuan dan basis aturan yang selanjutnya dikumpulkan, dikodekan, diorganisasikan, dan digambarkan dalam bentuk rancangan lain menjadi bentuk yang sistematis.

(12)

pemrograman dengan bahasa komputer dan memudahkan proses mekanisme inferensi dalam penelusuran dan manipulasi data.

Struktur pohon (tree) dibangun menggunakan database Access yang nantinya ditampilkan dengan fungsi yang dibuat dengan bahasa pemrograman Visual Basic 6. Struktur tabel yang digunakan untuk menyimpan basis pengetahuan dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. Struktur tabel dari basis pengetahuan

Hubungan antar tabel dalam database sistem pakar dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar 10. Hubungan antar tabel dalam basis pengetahuan

Hubungan antar tabel pada gambar 10 menjelaskan tiap macam kerusakan mesin dalam tabel macam memiliki beberapa gejala yang tersimpan pada tabel jenis. Setiap jenis kerusakan mesin pada tabel jenis mempunyai beberapa diagnosis atau perbaikan yang tersimpan pada tabel ciri.

Pada tabel macam terdiri dari beberapa kolom (field), yaitu NoMacam dan Macam. Tabel jenis terdiri dari field: NoJenis; Jenis; dan Gejala. Tabel ciri terdiri dari field: NoCiri; Ciri; dan Perbaikan.

Registrasi sistem pakar

Sebelum memulai proses, terlebih dahulu pengguna umum (pemakai/awak mesin kapal/teknisi) atau pakar menjalankan program sistem pakar. Setelah program sistem pakar dijalankan,

jendela Password akan muncul. Jendela password mempunyai dua pilihan, yakni pemakai atau pakar. Tujuan registrasi ini membedakan antara menu pemakai dan menu pakar, juga mencegah perubahan basis pengetahuan dan basis aturan oleh pengguna selain pengembang sistem dan pakar. Pakar dapat mengganti password yang lama dengan yang baru dengan menekan tombol ganti pada jendela Password. Tampilan jendela Password sistem pakar dapat dilihat pada gambar 11.

Gambar 11. Jendela password program sistem pakar

Menu sistem pakar

Jika pengguna memilih pilihan pemakai pada jendela password, maka pengguna bisa langsung menekan tombol

login untuk masuk ke dalam menu utama

program sistem pakar. Menu utama pemakai terdiri dari menu pemakai dan menu bantuan (help). Menu pemakai terdiri dari sub menu penelusuran, sub menu penjelasan sistem, dan perintah selesai. Menu bantuan terdiri dari sub menu manual dan sub menu keterangan program. Tampilan menu utama pemakai dapat dilihat pada gambar 12 (a).

(a) (b)

Gambar 12. (a) Menu utama pilihan pemakai (b) Menu utama pilihan pakar

(13)

tombol login diklik oleh pakar, maka sistem akan memeriksa apakah nama dan password yang diisikan sudah benar. Jika nama dan password yang diisikan benar, maka program sistem pakar akan menampilkan menu pakar dan menu bantuan (help).

Menu pakar mempunyai sub menu basis pengetahuan, sub menu basis aturan, sub menu penjelasan sistem, dan perintah keluar. Sub menu basis pengetahuan terdiri dari 3 sub-sub menu, yaitu macam kerusakan, jenis kerusakan, dan ciri kerusakan. Menu bantuan pada pilihan pakar sama dengan pilihan pemakai. Tampilan menu utama pakar dapat dilihat pada gambar 12 (b).

Pengujian sistem pakar

Dua hal yang menjadi titik perhatian pada pengujian sistem pakar ini, yaitu apakah sistem pakar dapat menyajikan semua basis pengetahuan dan basis aturan yang ada dan apakah sistem pakar dapat menjalankan mekanisme inferensi untuk mencapai solusi.

Pengujian basis pengetahuan dan basis aturan

Pengembang sistem dan pakar dapat mengubah basis pengetahuan dengan menambah, mengedit, menghapus, dan menyimpan perubahan data basis pengetahuan melalui form macam, jenis, dan ciri kerusakan mesin. Form macam, jenis, dan ciri digunakan untuk menampilkan data yang ada dalam basis pengetahuan dapat dilihat pada gambar 13.

(a) Form macam kerusakan mesin

(b) Form jenis kerusakan mesin

(c) Form ciri kerusakan mesin

Gambar 13. Tampilan antarmuka form (a) macam, (b) jenis, dan (c) ciri dalam basis pengetahuan

Aturan-aturan (kaidah) yang disimpan pada basis aturan dibuat berdasarkan data macam, jenis, dan ciri kerusakan mesin yang ada dalam basis pengetahuan. Pengembang sistem dapat mengubah basis aturan lewat form aturan. Form aturan digunakan untuk menampilkan daftar aturan, menambahkan, dan menyimpan aturan baru ke dalam basis aturan. Adanya fasilitas ini akan sangat membantu dalam melakukan perbaikan aturan pada sistem ketika suatu saat terjadi perubahan aturan karena berkembangnya pengetahuan. Dengan demikian, sistem akan tetap terbarui. Tampilan form aturan dapat dilihat pada gambar 14.

(14)

(b) Menambahkan basis aturan

Gambar 14. Tampilan antarmuka form (a) menampilkan dan (b) menambahkan basis aturan

Pengujian mekanisme inferensi

Mekanisme inferensi adalah bagian dari sistem pakar yang melakukan penalaran dengan menggunakan isi daftar aturan berdasarkan urutan dan pola tertentu. Selama proses konsultasi antara sistem dan pemakai, mekanisme inferensi menguji aturan satu demi satu sampai kondisi aturan itu benar. Mekanisme inferensi pada sistem pakar ini menggunakan strategi kontrol pelacakan pertama mendalam, strategi pelacakan rantai telusur maju, dan metode penyajian pengetahuan kaidah produksi.

Contoh pelacakan rantai telusur maju adalah mengecek kerusakan mesin diesel akan dimulai dengan macam-macam kerusakan mesin yang akan ditelusuri kemudian dilanjutkan dengan jenis-jenis dari macam kerusakan yang dipilih, dan ciri-ciri kerusakan dari jenis kerusakan yang dipilih hingga pada diagnosis kerusakan dan hasil akhir kesimpulan kerusakan tersebut. Seluruh proses akan dikerjakan secara berurutan maju.

Untuk melakukan pengujian sistem pakar ini akan dilakukan studi kasus dengan menjalankan program untuk mengetahui kesimpulan sistem pakar akibat adanya gejala yang timbul. Sebelum proses konsultasi dimulai oleh pengguna. Pengguna (pemakai/awak mesin kapal/teknisi) melakukan registrasi dengan memilih pilihan pemakai pada

jendela password, kemudian pemakai menjalankan perintah penelusuran dalam menu pemakai, form daftar penelusuran akan ditampilkan seperti pada gambar 15.

Gambar 15. Form daftar penelusuran

Dalam form penelusuran ada 3 kotak cek penelusuran berdasarkan macam kerusakan, jenis kerusakan, dan ciri kerusakan yang telah dicentang. Ketiga kotak cek tersebut memberitahukan kepada pemakai, urutan penelusuran yang akan dikerjakan sistem pakar setelah pemakai menekan tombol proses. Selanjutnya, pemakai akan menghadapi pertanyaan kerusakan mesin apa yang ditemukan. Pemakai dapat menjawab pertanyaan tersebut dengan memilih dari daftar pilihan macam kerusakan mesin, misal mesin tidak dapat distart, lalu pemakai dapat menekan tombol lanjutkan untuk memilih jenis kerusakan mesin, misal jenis kerusakan sistem start dengan udara tekan, setelah tombol lanjutkan ditekan, kemudian pemakai memilih ciri kerusakan mesin, misal tekanan udara di dalam tangki terlalu rendah. Tampilan form penelusuran dapat dilihat pada gambar 16.

(15)

(b) Penelusuran jenis kerusakan

(c) Penelusuran ciri kerusakan

Gambar 16. Tampilan form penelusuran (a) macam kerusakan, (b) jenis kerusakan, dan (c) ciri

kerusakan mesin

Setelah pemakai menekan tombol lanjutkan pada form penelusuran ciri kerusakan mesin, langkah berikutnya pemakai dapat melihat rekaman data yang akan dianalisis sistem pakar pada form rekaman data yang memuat kode dan nama macam, jenis, dan ciri kerusakan mesin yang telah dipilih pemakai. Tampilan form rekaman data yang akan dianalisis dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17. Form rekaman data yang akan dianalisis

Pada form rekaman data yang akan dianalisis, pemakai dapat menekan tombol proses untuk memperoleh solusi perbaikan

kerusakan mesin diesel, misal jika pemakai memilih macam kerusakan mesin tidak dapat distart, jenis kerusakan sistem start dengan udara tekan, dan ciri kerusakan tekanan udara di dalam tangki terlalu rendah, maka solusi yang diberikan sistem pakar adalah isi udara tekan. Pemakai dapat mengakhiri form solusi dengan menekan tombol selesai, untuk kembali ke menu pemakai. Tampilan form solusi kerusakan mesin dapat dilihat pada gambar 18.

Gambar 18. Form solusi kerusakan mesin.

Pemakai dapat membatalkan atau mengakhiri pelacakan rantai telusur maju sebelum seluruh proses selesai dikerjakan dengan menekan tombol ikon close ( ) pada tiap form penelusuran, kemudian pemakai dapat mengulang kembali penelusuran dengan macam, jenis, dan ciri kerusakan mesin yang sama atau yang lain.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dalam pengembangan sistem pakar ini dapat dilihat pada uraian berikut. 1. Hasil implementasi dalam

pengembangan perangkat lunak sistem pakar untuk diagnosis kerusakan pada mesin diesel ini terdiri dari 132 fakta dan 128 kaidah.

(16)

pengguna tidak perlu melalui penelusuran yang terlalu panjang untuk menemukan sebuah solusi.

3. Basis pengetahuan yang tersimpan pada database dan adanya fasilitas

menampilkan, menambahkan, menghapus, mengedit, dan menyimpan pengetahuan akan memungkinkan sistem pakar ini dikembangkan menjadi sistem untuk identifikasi permasalahan yang lain. 4. Untuk menambahkan permasalahan

baru, pengembang sistem dapat melakukan pembentukan pohon (tree) dengan mengadopsi pohon yang sudah ada. Dengan demikian data pada database menjadi efisien karena tidak terjadi pengulangan data yang sama serta akan memudahkan pengembang sistem dalam menambahkan data pengetahuan.

5. Fasilitas rekaman data yang akan dianalisis pada sistem pakar memungkinkan pemakai untuk kembali ke pertanyaan manapun yang telah dijawab sebelumnya dengan cepat. Setelah kembali ke pertanyaan yang diinginkan pemakai dapat melakukan koreksi jawaban.

Saran

1. Sistem pakar ini akan lebih efektif penggunaannya, bila pemakai melakukan aksi langsung pada mesin diesel sesuai instruksi tampilan seperti pertanyaan, pilihan atau isian dari sistem pakar dengan maksud dapat memberikan informasi dengan cepat. 2. Sistem pakar yang dikembangkan ini,

masih dapat dimodifikasi lebih lanjut sesuai dengan penambahan pengalaman atau kepakaran dan perkembangan teknologi mesin diesel.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Wiranto dan Koichi Tsuda. 2008. Motor Diesel Putaran Tinggi. Jakarta:Pradnya Paramita.

Kusrini. 2006. Sistem Pakar, Teori dan

Aplikasi. Yogyakarta: Penerbit

ANDI.

Kusumadewi, Sri. 2003. Artificial

Intelligence (Teknik dan Aplikasinya). Yogyakarta:Graha

Ilmu.

Laboratorium Motor Bakar Dalam. 2006.

Basic Marine Diesel Engine Course 2006. Surabaya:Teknik Sistem

Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan ITS.