Bidang Minat : Instrumentasi

(1)

ANALISIS HEALTH, SAFETY, DAN ENVIRONMENT (HSE) BERBASIS LOGIKA FUZZY PADA UNIT PEMBAKARAN

(PREHEATER-ROTARY KILN-COOLER)

STUDI KASUS INDUSTRI SEMEN

REVINA SAPTYA K.P

2408 100 096

D

P bi bi

I

Ab di ST MT

Dosen Pembimbing

: Imam Abadi, ST, MT

Bidang Minat

: Instrumentasi

Jurusan Teknik Fisika

Fakultas Teknologi Industri

(2)

PENDAHULUAN

Kurangnya implementasi metode di dunia industri yang

bisa menggabungkan beberapa kondisi health safety

bisa menggabungkan beberapa kondisi health, safety,

dan environment ( HSE ) dengan pembobotan

tertentu.

Telah banyak dilakukan penelitian tentang evaluasi Health, Safety, dan Environment ( HSE ) dengan berbagai pendekatan. Namun hanya sedikit yang membahas tentang HSE secara satu Namun hanya sedikit yang membahas tentang HSE secara satu kesatuan untuk penilaian di industri berbasis logika fuzzy.

Logika Fuzzy membantu memetakan masukan dan keluaran dengan cara efisien untuk membangun kesimpulan sehingga penelitian dilakukan dengan studi kasus pekerja di unit

b k i d t i t k il i HSE d

pembakaran industri semen untuk penilaian HSE dengan keakuratan yang baik.

(3)

TUJUAN PENELITIAN

IMPLEMENTASI

• Menerapkan Metode Sugeno yang menghasilkan

k l

Li

i tik

t k

d h

bil

keluaran Linguistik untuk mempermudah mengambil

kesimpulan hasil analisa.

• Mengetahui fungsi keanggotaan yang paling tepat

untuk penilaian masing‐masing sistem atau kesatuan

HSE di industri semen.

(4)

“ BATASAN MASALAH “

1. Plant dan unit yang dianalisa adalah unit pembakaran (Preheater‐ Rotary Kiln‐Cooler) wilayah Iy ) y 2. Standart yang digunakan untuk menentukan nilai safety integrity level (SIL) adalah ISA‐TR84 dan IEC 61508 3. Data‐data yang digunakan diperoleh dari data medical check up pekerja, buku maintenance harian, logsheet harian proses dan

d k d t i l h

wawancara dengan pakar dan petugas yang menangani permasalahan yang terkait

4 * Kapasitas Blower pada Fan/Jam = 572 000 m3

4. * Kapasitas Blower pada Fan/Jam = 572.000 m3

* Berat jenis udara pada 32o_C _{= 1,2928 kg/ m}3

* Udara yang dibuang ke stack = 1577,4468 m3

* Efisiensi EP = 99 %

5. Model sistem berdasarkan logika fuzzy dan simulasi menggunakan software

(5)

TINJAUAN PUSTAKA

[1] A. Azadeh, I.M. Fam, M. Khoshnoud, and M. Nikafrouz.

Design an implementation of a fuzzy expert system for Design an implementation of a fuzzy expert system for performance assessment of an integrated health, safety, environment ( HSE ) and ergonomics system: The case of a gas refinery.2008, pp 4280-4300.

[2] G.S. Beriha, B. Patnaik, S.S. Mahapatra, S. Padhee.

Assessment of safety performance in Indian industries using fuzzy approach. 2012.pp 3311-3323

[3] Yulaekah,Siti, Mateus Sakundarno Adi,and Nurjazuli, SKM.

2007 “Paparan Debu Terhirup Dan Gangguan Fungsi Paru Pada

Pekerja Industri Batu Kapur“. Kesehatan Lingkungan Konsentrasi Kesehatan Lingkungan Industri. Universitas Diponegoro Semarang. Tesis

[4]Manual Handbook Perusahaan [ ]

(6)

‐‐‐‐PLANT‐‐‐‐

(7)

(8)

“ Perhitungan Safety “

Keterangan Keterangan:

Failure Rate komponen (per jam) TI = Test Interval

•PFD loop = PFD sensor + PFD Logic Solver + PFD aktuator

TI Test Interval ••1oo1 •1oo1 •1002 •1003 •2002 • •2003 •2004

(9)

“

Perhitungan Feed BB

“

ASUMSI untuk Perhitungan Feed Bahan Bakar

berdasarkan Neraca Massa :

* Kapasitas Blower pada Fan/Jam

= 572.000 m

3

* Berat jenis udara pada 32

o

_C

_{= 1,2928 kg/ m}

3

*

Berat jenis udara pada 32 C

1,2928 kg/ m

* Udara yang dibuang ke stack

= 1577,4468 m

3

* Efisiensi EP

= 99 %

* BJ udara pendingin = BJ x kapasitas blower

* Udara ke stack = Udara pendingin–(udara tersier + udara sekunder)

sekunder)

* Debu yang terbuang = Emisi EP cooler (mg/Nm3)_x _m3

* Debu ditarik fan(EP)= 2% klinker panas

* Efisiensi EP = x 100%

(10)

METODOLOGI

PENELITIAN

(11)

(12)

DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY FUZZY Fungsi-Luhur (3) HealthRevisiNew Fix Interpretasi-Audio (2) f (u) (sugeno) Interpretasi-Fungsi-Paru (3) Health (4) 36 rules

System HealthRevisiNew Fix: 4 inputs, 1 outputs, 36 rules Interpretasi-Rontgen (2)

(13)

DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY FUZZY TingkatanSIL (2) Saf etyTrapesium LajuKecelakaan (3) f (u) Saf etyTrapesium (sugeno)

Unsaf eAction (3) Saf ety (3) 54 rules

System Saf etyTrapesium: 4 inputs, 1 outputs, 54 rules Unsaf eCondition (3)

(14)

DIAGRAM BLOK SISTEM FUZZY FUZZY Feed-Bahan-Bakar (3) EnvironmentSegitigaFix Konsentrasi-O2-PreHeater (3) f (u) EnvironmentSegitigaFix (sugeno) Konsentrasi-CO-PreHeater (3) Environment (3) 81 rules

System EnvironmentSegitigaFix: 4 inputs, 1 outputs, 81 rules Emisi-EP-Cooler (3)

(15)

Penentuan Range

Environment

3 3.5

Konsentrasi O2 cluster rendah

40 45 1.5 2 2.5 K o ns ent ras i O 2 ( % ) 25 30 35 F eed C oal ( T on/ ja m ) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 0.5 1 Data n 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 15 20 Data n

Konsentrasi CO cluster rendah

0.07 0.08 0.09 0.1 % ) 70 80 90 100 3 )

Emisi EP Cooler cluster rendah

0.03 0.04 0.05 0.06 K ons ent ra s i C O ( % 30 40 50 60 70 m is i EP C o o le r ( m g /N m 3 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 0.01 0.02 Data n 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 10 20 Data n E

(16)

“ Parameter

Logika Fuzzy “

Logika Fuzzy

No Input Membership

Function Range

1 Fungsi Luhur Baik [ 1 3 ]

No Input Membership

Function Range

1 Tingkatan SIL Aman [ 1 4 ]

g [ ]

Terganggu Buruk

2 Interpretasi

Audio (dB) UnAcceptableAcceptable [ 10 90 ]

3 Interpretasi

Fungsi Paru GangguanNormal [ 1 6 ]

A t bl

1 Tingkatan SIL Aman [ 1 4 ]

Bahaya

2 Laju Kecelakaan Rendah [ 0 5 ]

Sedang Tinggi

3 Unsafe Action Rendah [ 0 7 ]

S d n H E A L S A F E Acceptable UnAcceptable 4 Interpretasi

Rontgen Abnormal Normal [ 1 4 ]

dengan Potensi Gangguan Fungsi

Sedang Tinggi

4 Unsafe Condition Rendah [ 0 7 ]

Sedang Tinggi N I M b hi R L T H E T Y E No Input Membership Function Range

1 Feed Bahan Bakar

(Ton/Jam ) Rendah_Sedang [ 19.29 89.81 ]

Tinggi 2 K i O P H R d h [ 0 10 ] E N V I 2 Konsentrasi O2 PreHeate (%) Rendah_Sedang [ 0 10 ] Tinggi 3 Konsentrasi CO Preheater (%) Rendah_Sedang [ 0 0.8 ] Ti i R O N M

HSE

Tinggi

4 Emisi EP Cooler Aman [ 0 300 ]

Medium Bahaya M E N T

(17)

ANALISA DATA

“ HEALTH “

No Tahun Hasil Analisis Health Pekerja %

Keakuratan Analisis

Baik Cukup Beresiko Tidak

Disarankan 1 2009 18 7 1 3 93,55 % 2 2010 17 13 0 4 97,06 % 3 2011 16 13 0 2 96,97 % 1 Health 0 7 0.8 0.9 HasilHealth PakarHealth Pakar 0.5 0.6 0.7 H eal th 0.2 0.3 0.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.1 Data n

(18)

ANALISA DATA

“ SAFETY “

• Penilaian safety tahun 2008, 2009, dan 2011 masuk ke dalam

kategori BAIK.

g

• Tahun 2010 ‐‐‐‐ Medium untuk safety pada wilayah kiln.

• Fungsi Keanggotaan Trapesium = 86,67 %

• Fungsi Keanggotaan Segitiga = 73 33 %

• Fungsi Keanggotaan Segitiga = 73,33 %

0.8 0.9 1 HasilSafety-Segitiga HasilSafety-Trapesium PakarSafety 0.8 0.9 1 HasilSafety-Segitiga HasilSafety-Trapesium PakarSafety Pakar Segitiga Trapesium 0.5 0.6 0.7 0 8 a fe ty 0.5 0.6 0.7 0 8 a fe ty p 0.2 0.3 0.4 S a 0.2 0.3 0.4 S a 0 5 10 15 20 25 30 0 0.1 Data n 0 5 10 15 20 25 30 0 0.1 Data n

(19)

ANALISA DATA

“ ENVIRONMENT “

No Hasil Environment Tahun 2011 Fungsi Keanggotaan Segitiga Fungsi Keanggotaan Gaussian Random Acak ( Segitiga ) Random Acak ( Gaussian ) 1 n Data 347 347 30 30 2 Benar 310 298 29 23 3 Salah 37 49 1 7 4 Keakuratan 89,34 85,88 96,67 76,67 0 8 0.9 1 Segitiga Gaussian Pakar 0 8 0.9 1 Segitiga Gaussian Pakar Pakar Gaussian Segitiga 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 E n v ir onm ent 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 E n v ir onm ent 0 50 100 150 200 250 300 350 0 0.1 0.2 0.3 Data n 0 50 100 150 200 250 300 350 0 0.1 0.2 0.3 Data n

(20)

ANALISA DATA

“ HSE “

No Hasil Environment Tahun 2011 Fungsi Keanggotaan Segitiga Fungsi Keanggotaan Gaussian Random Acak ( Segitiga ) Random Acak ( Gaussian ) 1 n Data 12 12 30 30 2 Keakuratan 91,67 100 93,33 86,67 1

Perbandingan Hasil dan Pakar Analisa HSE

Pakar

0 7 0.8 0.9 1

Hasil HSE Segitiga Hasil HSE Trapesium data3 Segitiga Trapesium Gaussian 0.5 0.6 0.7 HS E 0.2 0.3 0.4 0 5 10 15 20 25 30 0 0.1 Data n

(21)

Keterkaitan Health

H H H & E E A L T Keterkaitan Material dengan Peralatan Keterkaitan Tenaga Kerja dengan Material

T H

Keterkaitan Tenaga Kerja dengan Peralatan g

dengan Peralatan j g

H & S

(22)

Keterkaitan Safety

S A S A F E T S & E Keterkaitan Material dengan Peralatan Keterkaitan Tenaga Y dengan Peralatan Keterkaitan Tenaga

Kerja dengan Peralatan

Keterkaitan Tenaga Kerja g Tenaga Kerja dengan Material H & S

(23)

Keterkaitan Environment

E N V V I R O N M E N Keterkaitan Material dengan Peralatan N T

(24)

KESIMPULAN

• Logika Fuzzy dapat di Implementasikan untuk analisis HSE

pada unit pembakaran Industri Semen.

• Metode Sugeno yang memiliki hasil keakuratan 73‐100% dapat

diterapkan

untuk

mempermudah

dalam

pengambilan

keputusan analisis HSE

• Untuk penilaian health ‐‐‐‐‐

Untuk penilaian health

Tahun 2009 hingga 2011 ‐‐‐‐‐‐nilai keakuratan 95,92%.

U t k

il i

f t

• Untuk penilaian safety

1. Tahun 2008 hingga 2011 ‐‐‐‐‐‐safety baik

2. Hasil pengujian sistem random

p

g j

*Nilai keakuratan 86,67% ‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium

*Nilai keakuratan 73,33%‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga.

(25)

KESIMPULAN

• Untuk penilaian environment

1. Tahun 2011

* Nilai keakuratan 100%‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitigaNilai keakuratan 100% fungsi keanggotaan segitiga

*Nilai keakuratan 91,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan gaussian

2.Pengujian sistem random untuk validasi sistem

*Nilai keakuratan 96,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga

*Nil ik k 76 67% f i k G i

*Nilaikeakuratan 76,67% ‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan Gaussian

• Untuk penilaian HSE

1.Tahun 2011

*Nilai keakuratan 91,67%‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga, *Nilai keakuratan 100%‐‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium.

2.Pengujian sistem random untuk validasi sistem

*Nilai keakuratan 86 67% fungsi keanggotaan segitiga

*Nilai keakuratan 86,67% ‐‐‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan segitiga. *Nilai keakuratan 93,33%‐‐‐‐‐‐‐‐fungsi keanggotaan trapesium

• Terdapat keterkaitan antara health, safety, dan environment yang berhubungan

(26)