Analisis Kebenaran Pengukuran Pompa Ukur BBM Dengan Metode Taguchi

(1)

Analisis Kebenaran Pengukuran Pompa Ukur BBM Dengan Metode Taguchi

Tri Mardani Saputra ¹*, Zaldy Kurniawan ², Robert Napitupulu ³

Jurusan Teknik Mesin dan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Bangka 33211^1,2,3, email: tri.mardani@ymail.com¹

,

zaldy.kurniawan@yahoo.com², rnapitupulu@gmail.com³

Abstrak – Pilihan pengisian bahan bakar minyak (BBM) pada Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum (SPBU) meliputi penjatah volume, penjatah harga serta tanpa penjatah. Pada pilihan pengisian tersebut, konsumen tidak mengetahui pilihan yang dapat memaksimalkan volume cairan yang kita beli. Penelitian dimaksudkan untuk mengetahui pilihan tersebut serta seting parameter yang dapat memaksimalkan volume cairan. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode Taguchi. Hasil analisa diolah dengan menggunakan Signal to Noise Ratio dan analisis varians. Berdasarkan hasil dari penelitian tersebut diperoleh bahwa faktor-faktor yang berpengaruh secara signifikan terhadap volume cairan adalah kecepatan aliran level 2 dengan kecepatan 40 L/min serta temperatur pada level 1 dengan temperatur paling dingin yaitu 21°C.

Kata Kunci : pompa ukur BBM, volume cairan, kecepatan aliran, temperatur, metode taguchi

Abstract - Selection of fuel injection in the General Fuel Filling Stations (Gas Station) includes quota volume, price and without ration allotments. In the charging options, consumers do not know the options that can maximize the volume of fluid that we buy. The study is intended to determine the selection and determine parameter settings to maximize the volume of fluid. maximize fluid volume. The study was conducted using the Taguchi method. The analysis results were processed by using Signal to Noise Ratio and variance analysis.

Based on the results of the research, it is found that the factors that significantly influence the liquid volume are the flow rate of level 2 with the speed of 40 L / min and the temperature at level 1 with the coldest temperature of 21 ° C.

Keywords: measuring fuel pump, liquid volume, flow rate, temperature, taguchi method

1. PENDAHULUAN

Bahan bakar minyak (BBM) merupakan komoditas penting dalam semua aktifitas industri, baik industri transportasi maupun industri manufaktur. Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum (SPBU) menggunakan Pompa ukur BBM sebagai alat ukur transaksi. Pompa ukur BBM dapat mengukur volume cairan yang keluar berdasarkan penjatah (preset), yaitu berdasarkan alat penjatah volume dan alat penjatah harga, selain itu dapat juga digunakan tanpa penjatah.

Pompa ukur BBM sebagai alat transaksi antara penjual dan pembeli merupakan salah satu alat ukut takar timbang dan perlengkapannya (UTTP) yang wajib ditera dan ditera ulang oleh institusi kemetrologian dan ketentuannya diatur dalam Surat Keputusan Direktorat Jenderal Perdagangan Dalam Negeri No.134/SPK/KEP/10/2015 tentang Syarat Teknis Meter BBM dan Pompa ukur Elpiji. Pilihan pengisian penjatah harga dan penjatah volume menjadi pilihan konsumen untuk mengisi BBM di SPBU. Tuntutan konsumen dalam pengisian BBM yaitu didapatkan volume cairan yang paling banyak.

diantara pilihan pengisian tersebut tidak diketahui pilihan mana yang menghasilkan volume maksimum.

Tujuan penelitian adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pilihan pengisian BBM yang menunjukkan volume paling besar.

2. Menentukan variabel parameter kecepatan aliran serta temperatur lingkungan pada proses pengisian BBM di SPBU sehingga didapatkan volume cairan yang paling besar.

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Sebagai referensi bagi penelitian sejenis dalam rangka pengembangan pengetahuan untuk menentukan kebenaran pengukuran Pompa ukur BBM

2. Memberikan informasi mengenai kebenaran pengukuran pengisian BBM dengan membandingkan selisih/kesalahan penunjukan pengukuran.

3. Memberikan informasi dalam pemilihan pengisian BBM di SPBU

(2)

2. LANDASAN TEORI

2.1. Penelitian Terdahulu

Surahman [1] menggunakan pengaruh variabel proses kecepatan aliran diskontinyu dengan metode mengalirkan cairan dan memberhentikan aliran tersebut secara berulang-ulang sampai mencapai volume 20 liter. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa kecepatan aliran cairan sangat berpengaruh terhadap hasil kebenaran pengukuran yaitu memiliki kesalahan rata-rata 40 mL dari batas kesalahan yang diijinkan. Irawan [2] melakukan penelitian dengan membandingkan proses pengujian penjatah dengan kecepatan aliran tertentu dan tanpa penjatah dengan kecepatan aliran acak, hasil penelitian menunjukkan selisih kesalahan sebesar 0,075% antara pengujian penjatah dan tanpa penjatah. Setyawan [3]

menggunakan variabel proses kecepatan aliran yang berubah-ubah (random) pada pengujian Pompa ukur ijin tipe pada Direktorat Metrologi Bandung, hasil penelitian menunjukkan nilai rata-rata kesalahan penunjukan yang sama sebesar 30 mL dari batas kesalahan yang diijinkan.

2.2. Bahan dan Peralatan yang digunakan

Cairan yang digunakan adalah solar. Solar yang digunakan memiliki koefisien muai ruang 1,2x10^-4/°C.

Pompa ukur BBM yang digunakan pada penelitian ini adalah Tominaga, tipe HADC2222 dengan nomor seri A521/IA433321 milik Pusat Pengembangan Sumber Daya Kemetrologian (PPSDK) Bandung dan ditunjukkan pada Gambar 1. Peralatan ukur yang digunakan yaitu BUS kapasitas 20 liter merek MDH buatan Bandung tipe EX dengan nomor seri 001-12 dengan daya baca 1 mL dan ditunjukkan pada Gambar 2. Pengukuran temperatur lingkungan menggunakan termometer merek Precision 0,01 Thermometer Model TM-917 dan ditunjukkan pada Gambar 3. Digunakan pula peralatan bantu lainnya seperti stopwatch.

Gambar 1. Pompa Ukur Tominaga HADC2222

Gambar 2. BUS 20 Liter EX 001-12

Gambar 3. Termometer TM-917

2.3. Metode Taguchi

Metode Taguchi diperkenalkan oleh Dr. Genichi Taguchi pada tahun 1940. Metode ini digunakan untuk mengoptimalkan hasil eksperimen dan berprinsip pada perbaikan mutu dengan memperkecil efek variasi tanpa menghilangkan penyebab variasi tersebut.

Metode Taguchi juga bertujuan untuk menekan biaya pemesinan dan resources seminimal mungkin.

Soejanto [4] menyatakan bahwa metode Taguchi menjadikan produk dan proses tidak sensitif terhadap berbagai faktor seperti material, perlengkapan manufaktur, operator, dan kondisi-kondisi lainnya.

Metode Taguchi menjadikan produk dan proses memiliki sifat kokoh (robust) terhadap faktor gangguan sehingga metode ini disebut juga sebagai perancangan kokoh atau robust design.

2.4. Seting Parameter Proses

Pengambilan data penelitian dilakukan dengan cara mengkombinasikan parameter proses pada seting pompa ukur BBM yaitu kecepatan aliran cairan serta temperatur lingkungan yang berpengaruh terhadap respon kebenaran hasil pengukuran pompa ukur bahan bakar minyak. Seting parameter proses tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.

(3)

Tabel 1. Parameter proses dan level

Parameter Proses Level 1 Level 2 A Kecepatan

Aliran L/min 15 40

B Temperatur °C 21 27

2.5. Pemilihan Matriks Ortogonal

Derajat kebebasan pada matriks ortogonal harus bernilai sama atau lebih besar daripada total derajat kebebasan faktor dan level yang telah ditetapkan.

Berdasarkan banyaknya parameter bebas dan jumlah level yang ditunjukkan pada Tabel 2, maka dilakukan perhitungan derajat kebebasan untuk menentukan matriks ortogonal yang digunakan. Rancangan ekperimen berupa matriks orthogonal L

4 ditunjukkan pada Tabel 2. Replikasi dilakukan sebanyak dua kali untuk mengatasi variabel gangguan (noise) yang terjadi selama proses pengujian berlangsung.

Tabel 2. Matriks ortogonal L

4

Eksperimen Parameter Proses A (L/min) B (°C)

1 15 21

2 15 27

3 40 21

4 40 27

Sumber: hasil perhitungan

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Ekperimen Awal

Data hasil eksperimen secara keseluruhan ditunjukkan pada Tabel 3 untuk pengujian penjatah volume, Tabel 4 untuk pengujian penjatah harga serta Tabel 5 untuk tanpa penjatah. Data hasil pengujian tersebut telah dikonversi ke suhu acuan pengujian yaitu suhu 28ºC dan koreksi volume sebenarnya dari BUS 20 liter EX 001-12 yang digunakan.

4 Penjatah Volume Eksp Parameter Replikasi (mL)

A B Vol. 1 Vol. 2

1 15 21 20001,19 19999,19

2 15 27 19996,80 19996,80

3 40 21 20008,19 20009,19

4 40 27 20001,80 20000,80

4 Penjatah Harga Eksp Parameter Replikasi (mL)

A B Vol. 1 Vol. 2

1 15 21 19997,18 19996,18

2 15 27 19993,80 19992,80

3 40 21 20006,19 20005,19

4 40 27 19999,80 19996,80

4 Tanpa Penjatah Eksp Parameter Replikasi (mL)

A B Vol. 1 Vol. 2

1 15 21 19999,19 19998,18

2 15 27 19988,80 19989,80

3 40 21 20003,19 20002,19

4 40 27 19993,80 19994,80

3.2. Analisis Variansi dan Persen Kontribusi Analisis variansi (ANAVA) digunakan untuk mengetahui parameter proses yang memiliki kontribusi dalam mengurangi variasi respon volume cairan secara serentak. Pada penelitian ini, ANAVA dilakukan pada volume cairan yang merupakan parameter respon yang mewakili keseluruhan respon.

Berdasarkan perhitungan, ANAVA untuk pengujian penjatah volume ditunjukkan pada Tabel 6, penjatah volume ditunjukkan pada Tabel 7, serta tanpa penjatah pada Tabel 8 berikut ini

Tabel 6. Tabel ANAVA Penjatah Volume

Source DF SS MS F hitung Kontribusi A 1 42.30 42.300 10.54 50.80%

B 1 29.05 29.052 7.24 33.22%

Error 1 4.013 4.013 5.32%

Total 3 75.36 89.35%

B 1 29.02 29.027 7.23 30.47%

Error 1 4.013 4.013 4.89%

Total 3 75.36 90.22%

B 1 78.992 78.99 317.72 79.13%

Error 1 0.249 0.25 0.25%

Total 3 99.508 99.5%

Nilai Fhitung yang lebih besar dari FTabel

mengindikasikan bahwa parameter proses tersebut memiliki pengaruh yang signifikan terhadap respon secara serentak.

(4)

Hipotesis nol dan hipotesis alternatif yang digunakan pada uji hipotesis dengan menggunakan distribusi F adalah sebagai berikut:

1. Parameter A (kecepatan aliran)

H0: tidak ada pengaruh parameter A terhadap respon secara serentak

H1: ada pengaruh parameter A terhadap respon secara serentak

Kesimpulan: Fhitung > FTabel maka H0 ditolak, artinya ada pengaruh parameter kecepatan aliran terhadap respon secara serentak.

2. Parameter B (temperatur lingkungan).

H0: tidak ada pengaruh parameter B terhadap respon secara serentak

H1: ada pengaruh parameter B terhadap respon secara serentak

Kesimpulan: Fhitung > FTabel, maka H0 ditolak, artinya ada pengaruh parameter temperatur lingkungan terhadap respon secara serentak

3.3. Efek untuk Signal to Noise Ratio (SNR)

Efek tiap faktor berdasarkan SNR ditunjukkan pada Tabel 9.

Tabel 9. Efek untuk SNR

Faktor- Level

Volume Harga Langsung

A B A B A B

Level 1 86,01 86,02 86,01 86,02 86,01 86,02 Level 2 86,02 86,01 86,02 86,01 86,02 86,01 Efek 0,003 0,002 0,003 0,002 0,002 0,004

Rank 1 2 1 2 2 1

Max A2 B1 A2 B1 A2 B1

Dari informasi yang diperoleh pada Tabel 9, maka didapat rancangan usulan yaitu A2 dan B1. A2 yaitu variabel respon Pompa ukur BBM kecepatan aliran cepat 40 L/min, serta B1 merupakan variabel respon temperatur lingkungan pada temperatur 21 °C

3.4. Eksperimen Verifikasi

Eksperimen verifikasi dilakukan untuk memvalidasi hasil yang telah diperoleh. Eksperimen verifikasi dilakukan dengan menggunakan kombinasi seting variabel proses yang menghasilkan variabel respon terbesar. Eksperimen verifikasi dilakukan dengan lima kali replikasi pada masing-masing pengujian Pompa ukur BBM, hasil eksperimen verifikasi dapat dilihat pada Tabel 10.

Tabel 10. Eksperimen Verifikasi

Parameter Proses

Penjatah Volume

Penjatah Harga

Tanpa Penjatah A

(L/Min) B

°C

Vol (mL)

40 21

20008,19 20006,19 20003,19 20009,19 20005,19 20002,19 20008,19 20005,19 20002,19 20010,19 20006,19 20003,19 20009,19 20006,19 20004,19 Rata-rata 20008,99 20005,79 20002,99 Sumber: hasil perhitungan

Data hasil eksperimen verifikasi menunjukkan bahwa volume cairan dapat dicapai dengan rata-rata terbesar 20,00899 liter. Selanjutnya nilai respon dari hasil eksperimen verifikasi dibandingkan dengan data eksperimen awal. Perbandingan hasil eksperimen verifikasi dengan hasil eksperimen awal ditunjukkan pada Tabel 11.

Tabel 11. Perbandingan Hasil Eksperimen

Parameter

Proses Volume Harga Tanpa

A B Vol

(mL)

Vol (mL)

Eksp.

Ver. 40 21

20008,19 20006,19 20003,19 20009,19 20005,19 20002,19 20008,19 20005,19 20002,19 20010,19 20006,19 20003,19 20009,19 20006,19 20004,19 Rata-rata 20008,99 20005,79 20002,99 Eksp.

Awal 15 21 20001,19 19997,18 19999,19 19999,19 19996,18 19998,18 Rata-rata 20000,19 19996,68 19998,68 Sumber: hasil perhitungan

Nilai rata-rata volume cairan yang dihasilkan oleh eksperimen verifikasi terbesar adalah 20008,19 mL, lebih besar dari nilai rata-rata volume cairan hasil eksperimen awal sebesar 20000,19 mL. Hal ini menunjukkan bahwa nilai-nilai kombinasi variabel proses yang dihasilkan lebih baik dibandingkan dengan hasil eksperimen awal kombinasi ke-1.

3.5. Analisis

Pada hasil eksperimen telah didapatkan pilihan pengujian yang paling banyak menghasilkan volume cairan yaitu pengujian penjatah volume serta seting parameter proses yang menghasilkan volume cairan terbesar. Adapun seting parameter tersebut adalah:

 Kecepatan aliran cepat 40 L/min

 Temperatur lingkungan dingin, 21ºC

(5)

Untuk mengetahui adanya perbedaan antara hasil eksperimen verifikasi dengan hasil eksperimen awal, maka dilakukan validasi secara statistik dengan menggunakan uji kesamaan rata-rata masing-masing respon. Data pengujian kesamaan rata-rata dilakukan pada respon volume cairan pada pengujian penjatah volume yang ditunjukkan pada Tabel 12.

Tabel 12. Data pengujian Kesamaan Rata-rata

No

Volume Eksperimen Awal

(mL)

Volume Eksperimen Verifikasi

(mL)

1 20001,19 20008,19

2 19999,19 20009,19

3 - 20008,19

4 - 20010,19

5 - 20009,19

Adapun langkah-langkah pengujian kesamaan rata- rata hasil eksperimen verifikasi dengan hasil eksperimen:

1. Uji normalisasi

 Hipotesis uji kenormalan data adalah:

H0 : Data berdistribusi normal H1 : Data tidak berdistribusi normal

 Kriteria penolakan adalah:

Tolak H0, jika nilai p-value < α dan α = 5% = 0,05 Hasil uji normalisasi ditunjukkan pada Gambar 4

Gambar 4 Grafik Uji Normalisasi

Dari Gambar 4 tersebut, dapat diketahui bahwa dengan uji Kolmogorov-Smirnov diperoleh p-value >

0,15 yang berarti lebih besar dari α = 0,05. Dapat diambil kesimpulan bahwa H0 gagal ditolak atau data pengujian berdistribusi normal.

2. Uji variansi (2 variances)

Hipotesis pengujian uji kesamaan variansi pada respon volume adalah:

 Hipotesis uji kesamaan variansi adalah:

H0 : 𝜎12 = 𝜎22 H1 : 𝜎12 ≠ 𝜎22

Tolak H

0, jika nilai p

-value< α dan α=5%= 0,05

 Kesimpulan

Hasil uji dua variansi menunjukkan bahwa nilai p-value = 0.032, lebih besar dari α = 0,05. Sehingga hipotesis awal gagal ditolak. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa rata-rata volume cairan dengan menggunakan seting parameter kombinasi awal dan rata-rata volume cairan dengan menggunakan seting parameter kombinasi optimum memiliki variansi yang sama.

3. Uji kesamaan rata-rata (2 sample t-test)

Hipotesis pengujian uji kesamaan rata-rata semua respon adalah:

 Hipotesis uji kesamaan rata-rata adalah:

H0 : Volume

eksperimen = Volume

awal

H1 : Volume

eksperimen > Volume

awal

H0 ditolak jika nilai p

-value < α dan α = 5%; 0,05

 Kesimpulan

Two-Sample T-Test and CI: Volume awal; Volume Verifikasi

Two-sample T for Volume awal vs Volume Verifikasi N Mean StDev SE Mean Volume awal 2 20000,19 1,41 1,0 Volume Verifikasi 5 20008,990 0,837 0,37

Difference = mu (Volume awal) - mu (Volume Verifikasi)

Estimate for difference: -8,80 95% upper bound for difference: -2,06 T-Test of difference = 0 (vs <):

T-Value = -8,24 P-Value = 0,038 DF = 1

(6)

Dapat disimpulkan bahwa hasil uji rata-rata volume cairan diperoleh p-value dengan nilai 0,038 maka nilai p-value lebih kecil dari α 0,05, sehingga keputusannya hipotesis awal ditolak. Dengan demikian, bahwa secara statistik rata-rata volume cairan dengan menggunakan seting parameter kombinasi awal lebih kecil dibandingkan dengan volume cairan dengan menggunakan seting kombinasi maksimum

4. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan:

1. Proses pengisian bahan bakar minyak dengan penjatah volume merupakan pilihan pengisian yang dapat memaksimalkan volume cairan terbesar dari semua pilihan pengisian bahan bakar minyak di SPBU yaitu 20,0089 liter dengan rata-rata kesalahan 0,04%.

2. Seting variabel proses kecepatan aliran cairan pada nozzle dengan kecepatan cepat 40 L/min dan pada temperatur lingkungan yang paling dingin yaitu

21°C pada proses pengisian bahan bakar minyak di SPBU didapatkan volume cairan yang paling besar.

DAFTAR REFERENSI

[1] Surahman, “Pengujian Pompa Ukur Bahan Bakar Minyak Terhadap Kecepatan Alir Diskontinyu”, Karya Tulis Diklat Penera Ahli Metrologi, Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Kemetrologian, Bandung, 2012

[2] Hendra Irawan, “Perbandingan Hasil Pengujian Kebenaran Pengukuran Pompa Ukur BBM dengan Penjatah dan tanpa Penjatah”, Karya Tulis Diklat Penera Terampil Metrologi, Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Kemetrologian, Bandung, 2013

[3] Dwi Setyawan, “Analisa Pengaruh Flowrate Nozzle Terhadap Kesalahan (Error) Penunjukan Pada Pompa Ukur BBM Menggunakan Bejana Ukur 50 L, Tugas Akhir Diklat Penera Terampil Metrologi, Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Kemetrologian, Bandung, 2014.

[4] I. Soejanto, Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2009.