Perencanaan Perawatan Mesin pada Unit Pembangkit Listrik Tenaga Diesel dengan Metode Reliability Centered Maintenance (RCM) di PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Utara Titi Kuning Medan

PERENCANAAN PERAWATAN MESIN PADA UNIT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL DENGAN METODE RCM (RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE) DI PT.PLN (PERSERO) PEMBANGKITAN

SUMATERA BAGIAN UTARA TITI KUNING MEDAN

TUGAS SARJANA

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh

DAVID HUTABARAT NIM: 080403163

D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I

F A K U L T A S T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) merupakan suatu stasiun pembangkit tenaga. Permasalahan yang dihadapi PLTD Titi Kuning Medan dimana sering terjadi kendala pada proses electricity production yang disebabkan tidak bekerjanya sistem pada mesin pembangkit listrik yang diakibatkan kerusakan pada mesin dengan tiba-tiba. Kerusakan yang paling sering terjadi pada mesin pembangkit adalah pada mesin unit IV dan sistem perawatannya lebih bersifat corrective maintenance.

Berdasarkan kondisi ini, maka dalam penelitian ini akan dilakukan pengembangan sistem pemeliharaan mesin dengan pendekatan Reliability

Centered Maintenance (RCM). Tujuan dari penelitian ini adalah menerapkan

(RCM) sebagai suatu pendekatan untuk memperbaiki sistem pemeliharaan mesin sekarang di PLTD Titi kuning Medan yang diawali dengan identifikasi sistem pemeliharaan mesin sekarang dengan fishbone diagram, melakukan perencanaan pemeliharaan mesin dengan mengikuti langkah-langkah dalam penerapan

Reliability Centered Maintenance (RCM) dengan pendekatan reliability

engineering dan perhitungan TMD(Total Minimum Downtime)

Dari pengolahan data dalam pengambilan tindakan yang dilakukan diperoleh tiga rekomendasi tindakan yang dihasilkan melalui pendekatan RCM yakni: Condition Directed (C.D) mencapai angka 52,4%, Time Directed (T.D) mencapai angka 19,0% , Finding Failure (F.F) mencapai angka 26,6%. Prosedur perawatan mesin pembangkit yang ditentukan dengan pendekatan Reliability

Centered Maintenance (RCM), dapat digunakan sebagai acuan dalam

melaksanakan, menentukan tugas-tugas perawatan di PLTD titi kuning Medan, karena memberikan basis data yang komprehensif dan sistematis. Berdasarkan perhitungan dengan konsep reliability engineering, interval penggantian komponen dengan kriteria total minimum downtime (TMD) pada mechine enterprise diperoleh: Cylinderhead interval penggantian 1608 jam operasi mesin,

bearing conrod interval penggantian 1840 jam operasi mesin control logicboard

interval penggantian 1056 jam operasi mesin dan turbocharger interval penggantian 1240 jam operasi mesin.

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah menganugerahkan kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat mengerjakan dan menyelesaikan laporan Tugas Sarjana ini.

Tugas Sarjana merupakan salah satu syarat akademis yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan studi di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis melakukan penelitian di PLTD Titi Kuning Medan, dengan judul penelitian ” Perencanaan Perawatan Mesin pada Unit Pembangkit Listrik Tenaga Diesel dengan Metode Reliability Centered

Maintenance (RCM) di PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sumatera Utara Titi

Kuning Medan ”.

Besar harapan penulis, penyusunan laporan penelitian ini dapat menambah pengetahuan bagi pembaca. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini, karena pengetahuan dan pengalaman penulis yang masih terbatas. Kritik dan saran yang bersifat membangun penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini.

Akhir kata, penulis mengharapkan agar laporan Tugas Sarjana ini dapat memberikan manfaat baik bagi kita semua.

Medan, 28 Juni 2012

Penulis,

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam penulisan Tugas Sarjana ini, penulis telah mendapatkan bimbingan dan dukungan yang besar dari berbagai pihak, baik berupa materi, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT. selaku Ketua Departemen Teknik Industri Universitas Sumatera Utara dan yang mengizinkan Penulis melakukan Penelitian Tugas Sarjana ini.

2. Bapak Ir. Mangara. M. Tambunan, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing I atas bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.

3. Ibu Tuti Sarma Sinaga, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.

4. Kedua orang tua dan keluarga tercinta, yang telah memberikan dukungan sepenuhnya kepada penulis baik doa, moral maupun materi dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

5. Bapak Parsaoran Simangunsong sebagai PLT. Manajer PL. PLTD Titi kuning Medan yang telah mengizinkan penulis melakukan penelitian dan membantu penulis dalam pengumpulan data.

telah memberi masukan, arahan dan motivasi bagi penulis menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

7. Semua teman-teman se-angkatan penulis, Robet, Erwin mangara, Habib, Diky, Anas, William, Armen, Haros, Mamam, Trisman, Ade, Cholis, Ilfi, Kenzo, Audra, Dita, Eva, Indra, Efan, Winda, Tiung, Bintang, Dinda, Feri, Faisal, Indra, Adius, dan lain-lain.

8. Sahabat-sahabat terkasih (Yansen, Mas heryanto Sitanggang, Meylando Sihombing. Niky Simatupang, Julius, Sartono, Andi, Marusaha dan teman-teman lainnya yang belum saya sebutkan namanya) yang selalu memberikan dukungan dan doa serta memberikan nasehat positif kepada penulis untuk tetap semangat.

9. Pegawai administrasi Departemen Tekinik Industri, Bang Mijo, Bang Nur, Kak Dina, Kak Ani, dan Bang Ridho atas bantuan dan tenaga yang telah diberikan dalam memperlancar penyelesaian Tugas Sarjana ini.

Kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaian laporan ini dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua

DAFTAR ISI

BAB Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

UCAPAN TERIMAKASIH ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Penelitian ... I- 1 1.2. Perumusan Masalah ... I- 3 1.3. Tujuan Penelitian ... I- 4 1.4. Asumsi dan Batasan ... I- 4 1.5. Manfaat Penelitian ... I- 5 1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir ... I- 5

II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

DAFTAR ISI (lanjutan)

BAB Halaman

2.2. Profil Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ... II-2 2.3. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ... II-4 2.3.1. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ... II-5 2.3.2. Komponen Utama Pembangkit Listrik Tenaga Diesel II-10 2.3.3. Komponen Pendukung PLTD ... II-15 2.4. Struktur Organisasi PLTD Titi Kuning ... II-19 2.5. Pembagian Tugas dan Tanggung jawab ... II-20 2.5.1. Tugas dan Tanggung Jawab Manejer Unit ... II-21 2.5.2. Tugas dan Tanggung Jawab Supervisor Administrasi dan

Keuangan ... II-21 2.5.3. Tugas dan Tanggung Jawab Supervisor Pemeliharaan Listrik

dan Alat Bantu ... II-22 2.5.4. Tugas dan Tanggung Jawab Supervisor Pemeliharaan Listrik

DAFTAR ISI (lanjutan)

3.1.4.1. Defenisi Keandalan (Reliability) ... III-6 3.1.4.2. Konsep Reliability ... III-8 3.1.6.1. Identifikasi Distribusi Awal ... III-19 3.1.6.1. Estimasi Parameter ... III-20 3.1.7. Interval Penggantian Komponen dengan Total

DAFTAR ISI (lanjutan)

BAB Halaman

3.1.8.1. Defenisi RCM ... III-24 3.1.8.2. Langkah-langkah Penerapan RCM ... III-26

IV METODOLOGI PENELITIAN

DAFTAR ISI (lanjutan)

5.2.2.4. Pendeskripsi Fungsi Sistem dan Kegagalan

Fungsi ... V- 18 5.2.2.5. Penyusunan Failure Mode and Effect Analysis

DAFTAR ISI (lanjutan)

BAB Halaman

5.2.3.2. Penentuan Konsep Keandalan ... V- 45 5.2.3.3. Penentuan Interval Penggantian Komponen . V- 52

VI PEMBAHASAN DAN PEMECAHAN MASALAH 6.1. Rekomendasi Tindakan Perawatan dengan

Pendekatan RCM ... VI- 1 6.1.1. Analisis Mode Kegagalan dan Efek Kegagalan FMEA VI- 1 6.1.2. Kategori Komponen Berdasarkan LTA ... VI- 2 6.1.3. Prosedur Perawatan Berdasarkan Pemilihan Tindan

RCM ... VI- 3 6.1.3.1. Prosedur Perawatan Mesin dengan Tindakan

Condition Directed ... VI- 3 6.1.3.2. Prosedur Perawatan Mesin dengan Tindakan Timed

Directed ... VI- 6 6.1.3.3. Prosedur Perawatan Mesin dengan Tindakan Finding

DAFTAR ISI (lanjutan)

BAB Halaman

VII KESIMPULAN DAN SARAN

7.1. Kesimpulan ... VII- 1 7.2. Saran ... VII- 2

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR Halaman 2.1. Proses Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ... II- 4 2.2. Proses Pembakaran Bahan Bakar dan Udara Hingga Diperoleh Energi

Listrik dan Disalurkan ke Konsumen ... II- 8 2.3. Siklus 4 Langkah Mesin Diesel ... II- 11 3.5. Kurva Distribusi Eksponensial ... III-17 3.6. Penggantian Komponen Berdasarkan Interval Waktu ... III- 22 3.8. Contoh System Work Breakdown Structure ... III- 30 3.9. Struktur Logic Tree Analysis ... III- 36 3.10. Road Map Pemilihan Tindakan ... III- 38 4.1. Blok Diagram Proses Penelitian ... IV-3 4.2. Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-4 4.3. Blok Diagram Pengolahan Data dengan Menggunakan Metode

DAFTAR GAMBAR (lanjutan)

GAMBAR Halaman 4.5. Road Map Pemilihan Tindakan ... IV-11 5.1. Cause and Effect Diagram (Fishbone) Penyebab Masalah ... V-4 5.2. Sistem Blok DiagramPLTD Titi Kuning ... V-7 5.3. Pendefinisian Batasan Sistem Electricity Production Unit 4 ... V-9 5.4. Gambaran Luas Batasan (boundary overview) ... V-10 5.5. Gambaran Detail Batasan (boundary details) ... V-11 5.6. Deskripsi Sistem (System Description) ... V-12 5.7. Blok diagram fungsi Electricity Production ... V-13 5.8. System Work Breakdown Structure (SWBS) ... V-15 5.9. System Work Breakdown Structure (SWBS) Electicity Production

Unit 4 ... V-18 5.10.Flowchart Penyusunan LTA (Logic Tree Analysis) Komponen

Torak ... V-24 5.11.Flowchart Penyusunan LTA (Logic Tree Analysis) Komponen

DAFTAR GAMBAR (lanjutan)

DAFTAR TABEL

TABEL Halaman 1.1. Kegagalan fungsi Unit Mesin Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Titi Kuning ... I-2 2.1. Alokasi Tenaga Kerja PLTD Titi Kuning ... II-24 3.1. Nilai Severity ... III- 33 3.2. Nilai Occurrence ... III- 34 3.3. Nilai Detection ... III- 35 5.1. Interval Waktu Kerusakan Komponen Kritis Mesin Unit 4 PLTD... V- 1 5.2. Penyebab Terjadinya Masalah dalam Sistem Perawatan ... V- 4 5.3. Kegagalan Fungsi Unit Mesin Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Titi Kuning ... V- 7 5.4. System Work Breakdown Structure Mesin Pembangkit ... V-17 5.5. Fungsi dan Kegagalan Fungsi MachiningArea ... V-19 5.6. Matriks Mesin/Peralatan dan Kegagalan Fungsi ... V-20 5.7. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Normal pada Komponen

Cylinderhead ... V-28 5.8. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Lognormal pada

Komponen Cylinderhead ... V-29 5.9. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Eksponensial pada

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL Halaman 5.10. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Weibull pada

Komponen Cylinderhead ... V-31 5.11. Rekapitulasi perhitungan Index of fit komponen Cylinderhead ... V-31 5.12. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Normal pada Komponen

Bearing Conrod ... V-32 5.13. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Lognormal pada

Komponen Bearing Conrod ... V-33 5.14. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Eksponensial pada

Komponen Bearing Conrod ... V-34 5.15. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Weibull pada

Komponen Bearing Conrod ... V-35 5.16. Rekapitulasi Perhitungan Index of fit Komponen Bearing Conrod .. V-36 5.17. Perhitungan Index of fit dengan distribusi Normal pada komponen

Control Logic Board ... V-37 5.18. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Lognormal pada

Komponen Control Logic Board ... V-38 5.19. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Eksponensial pada

Komponen Control Logic Board ... V-39 5.20. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Weibull pada

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL Halaman 5.21. Rekapitulasi Perhitungan Index of fit Komponen Control Logic

Board ... V-40 5.22. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Normal pada Komponen

Turbocharger ... V-41 5.23. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Lognormal pada

Komponen Turbocharger ... V-42 5.24. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Eksponensial pada

Komponen Turbocharger ... V-43 5.25. Perhitungan Index of fit dengan Distribusi Weibull pada

Komponen Turbocharger ... V-44 5.26. Rekapitulasi Perhitungan Index of fit Komponen Turbocharger ... V-44 5.27. Rekapitulasi Index of fit untuk Masing-masing Distribusi

Komponen Mesin Enterprise dan Parameter ... V-45 5.28. Pola Distribusi Kerusakan Mechine Enterprise ... V-53 5.29. Interval Pergantian Optimal Komponen Kritis ... V-56 6.1. Kategori Komponen ... VI- 2 6.2. Kategori komponen mesin PLTD ... VI- 2 6.3. Tindakan Perawatan Komponen ... VI- 3 6.4. Tindakan Perawatan CD (Condition Directed) Electricity

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

DAFTAR LAMPIRAN

L.1. Data Kerusakan Mesin Pembangkit Listrik Tenaga Diesel Unit 4 L.2. Penyusunan Failure Mode Effect and Analysis (FMEA) Electricity

Production

L.3. Penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) Electricity Production

L.4. Penyusunan Pemilihan Tindakan Electricity Production

L.5. Perhitungan Total Minimum Downtime (TMD) L.6. Surat Permohonan Tugas Akhir