Analisis Komponen Kritis Mesin Bubut Underfloor Menggunakan Metode Failure Mode and Effect Analysis dan Fault Tree Analysis

(1)

**Analisis Komponen Kritis Mesin Bubut Underfloor Menggunakan** Metode Failure Mode and Effect Analysis dan Fault Tree Analysis

Luthfia Putri Hesti^1*, Asep Erik Nugraha²

1,2Program Studi Teknik Industri, Universitas Singaperbangsa Karawang, Indonesia

*Koresponden email: [email protected]

Diterima: 2 Mei 2023 Disetujui: 10 Mei 2023

Abstract

In maintaining the reliability of a machine, maintenance is needed. PT. XYZ as a company engaged in rail transportation services often uses underfloor wheel lathes as a form of maintenance. The high intensity of using underfloor wheel lathes often causes these machines to break down and can hinder the process of maintaining the facilities. The purpose of this research is to identify the components that cause failure or damage to the underfloor wheel lathe. This research uses FMEA and FTA methods. The result of this research is to determine the critical component based on the RPN calculation, the RPN critical value is 27.92 and there are 4 components with failure modes above the RPN critical value. These components are AC, Hydraulic System, Guide Roller, and Roller Carrier. The causes of failures that occur include the intensity of continuous use of the machine, high engine temperatures, and maintenance that has not been properly scheduled and not optimal.

Keywords: underfloor wheel tread reprofile machine, failure mode, RPN, FMEA, FTA

Abstrak

Dalam mempertahankan keandalan suatu mesin maka dibutuhkan sebuah perawatan. PT. XYZ sebagai perusahaan yang bergerak dibidang jasa transportasi kereta sering menggunakan mesin bubut roda underfloor sebagai salah satu bentuk perawatan. Tingginya intensitas penggunaan mesin bubut roda underfloor membuat mesin tersebut sering mengalami kerusakan dan dapat menghambat proses perawatan sarana. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi komponen yang menjadi penyebab kegagalan atau kerusakan yang dialami oleh mesin bubut roda underfloor. Penelitian ini menggunakan metode FMEA dan FTA. Hasil dari penelitian ini adalah dapat menentukan komponen kritis berdasarkan perhitungan RPN, didapatkan nilai kritis RPN sebesar 27,92 dan terdapat 4 komponen dengan mode kegagalan di atas nilai kritis RPN. Komponen tersebut yaitu AC, Sistem Hidrolik, Guide Roller, dan Roller Carier. Penyebab dari kegagalan yang terjadi antara lain intensitas penggunaan mesin yang terus meneru, suhu mesin yang tinggi, dan perawatan yang dilakukan belum terjadwal dengan baik serta kurang optimal.

Kata Kunci: mesin bubut underfloor, mode kegagalan, RPN, FMEA, FTA

1. Pendahuluan

Pada era perkembangan industri, kegiatan perawatan fasilitas atau alat penunjang kerja mutlak dilakukan. Pemeliharaan mesin adalah salah satu faktor yang dapat mempengaruhi proses produksi dikarenakan mesin merupakan suatu fasilitas yang mutlak diperlukan oleh sebuah perusahaan dalam berproduksi [1]. Kegiatan perawatan dilakukan untuk memperbaiki ataupun merawat peralatan agar kegiatan produksi dapat dilaksanakan dengan efektif dan efisien serta menghasilkan produk yang berkualitas [2]. Kegiatan perawatan dapat meminimalkan biaya atau kerugian yang timbul akibat adanya kerusakan pada mesin [3]. PT. XYZ merupakan perusahaan yang bergerak di bidang jasa transportasi kereta. Terdapat beberapa perawatan pada sarana kereta untuk tetap mempertahankan keandalannya.

Keandalan dari suatu mesin bergantung pada periode waktu penggunaan mesin tersebut, mesin yang terus menerus digunakan maka keandalannya akan terus menurun [5].

Salah satu bentuk perawatan pada kereta adalah melakukan proses bubut roda. Proses bubut roda dilakukan untuk meminimalisir terjadinya permasalahan yang mungkin dapat membahayakan keselamatan penumpang. Bubut roda pada PT. XYZ dilakukan dengan menggunakan bantuan mesin bubut roda underfloor atau Underfloor Wheel Tread Reprofile Machine tipe U2000-400. Seiring dengan banyaknya jumlah permasalahan pada roda kereta, maka proses bubut roda dilakukan terus menerus dan menyebabkan mesin bubut underfloor sering mengalami kerusakan. Kerusakan pada mesin bubut underfloor sangat berpengaruh pada operasional sarana dan dapat menghambat berjalannya proses perawatan. Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada mesin bubut underfloor, perawatan pada mesin bubut underfloor

(2)

mutlak dilakukan agar proses perawatan sarana berjalan dengan lancar. Salah satu cara untuk merawat mesin yang baik yaitu dengan mengidentifikasi kerusakan yang terjadi agar kinerja mesin dapat diprediksi dan hasil produksi yang didapatkan serta kualitas yang dihasilkan baik [4]. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan identifikasi dan analisis terhadap komponen mesin bubut underfloor guna mengetahui komponen yang berpotensi mengalami kegagalan paling tinggi dan penyebab dari kegagalan tersebut.

Untuk dapat mengidentifikasi kerusakan atau kegagalan, salah satunya dilakukan dengan menggunakan metode FMEA dan FTA. FMEA merupakan salah satu metode untuk mengevaluasi kemungkinan terjadinya kegagalan dari sebuah proses, desain, serta sistem untuk dibuat langkah penanganannya [6].

Penggunaan FMEA dalam perawatan dapat dikatakan lebih aktual karena melihat historis kerusakan dan kegagalan dari suatu komponen mesin. Sedangkan, merupakan salah satu metode yang digunakan untuk menganalisis suatu akar permasalahan atau penyebab kecelakaan kerja [7]. Penggunaan FTA bertujuan untuk dapat mengidentifikasi setiap kegagalan beserta akar masalah penyebab kegagalan yang ditimbulkan [8]. Salah satu penelitian mengenai analisis kegagalan dengan metode FMEA dan FTA yang telah dilakukan, FTA dan FMEA digunakan untuk analisis secara menyeluruh dari sistem tingkat atas hingga dapat menjadi solusi yang tepat dalam menangani permasalahan yang terjadi, serta dari kedua metode tersebut dapat dibuat penjadwalan perawatan dengan membedakan perilaku sesuai dengan tingkat kritis dari setiap komponen mesin [9]. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat meminimalisir terjadinya kerusakan pada mesin bubut underfloor dan dapat menjadi acuan dalam pembuatan penjadwalan perawatan.

2. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Failure Mode Effect Analysis (FMEA) dan Fault Tree Analysis (FTA). Melalui metode FMEA dapat diketahui kegagalan suatu komponen kritis pada mesin atau sistem berdasarkan dari RPN atau Risk Priority Number. Sedangkan, metode FTA digunakan untuk mencari akar penyebab kegagalan dalam suatu sistem. Objek penelitian yang diambil pada penelitian ini adalah komponen mesin bubut underfloor (Under Floor Wheel Tread Machine) Tipe U2000-400.

Komponen mesin bubut underfloor diidentifikasi dan dianalisis mengenai potensi kegagalan dan penyebab kegagalannya. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Perumusan Masalah

Penelitian ini dimulai dengan merumuskan permasalahan yang terjadi, kemudian melakukan studi lapangan dan studi literatur.

b. Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan melakukan observasi secara langsung ke lokasi serta melakukan wawancara dengan operator mesin dan divisi yang melakukan perawatan. Data yang diambil berupa data kerusakan mesin yang terjadi, data komponen mesin serta dampak yang timbul ketika mesin mengalami kegagalan kerja.

c. FMEA

Setelah mengumpulkan data dan mengidentifikasi komponen kritis, kemudian penyusunan FMEA yang disusun berdasarkan fungsi, potensi kegagalan, serta penyebab kegagalan. Penggunaan FMEA dikarenakan FMEA memiliki prosedur yang fleksibel karena tujuan organisasi, proses, produk, hingga pelanggan pada setiap perusahaan berbeda [10]. Dalam FMEA dapat diketahui tingkat prioritas dari suatu kegagalan dengan melakukan perhitungan Risk Priority Number (RPN). Perhitungan RPN ditentukan oleh tiga faktor yaitu severity, occurance, dan detection [11].

d. Penentuan Komponen Kritis

Dari perhitungan RPN yang telah dilakukan, maka dapat ditentukan komponen kritis pada mesin.

Penggunaan RPN dapat dijadikan sebuah dasar untuk pemilihan komponen kritis dalam melakukan sebuah perawatan komponen [12].

e. FTA

Fault Tree Analysis adalah sebuah model grafik dari variasi paralel dan kombinasi kesalahan yang muncul sebagai hasil dari pendefinisian suatu permasalahan [11]. FTA menggunakan diagram pohon untuk menunjukkan penyebab dan efek yang ditimbulkan dari suatu peristiwa [13]. Setelah ditentukan komponen kritis, maka dibuat FTA untuk mengetahui penyebab dari kegagalan yang terjadi.

f. Usulan Perbaikan

Dari analisis yang telah dilakukan maka dapat memberikan usulan untuk dilakukan perbaikan atau penjadwalan perawatan lebih lanjut oleh perusahaan.

(3)

3. Hasil dan Pembahasan

Sebelum membuat tabel FMEA, maka perlu dilakukan identifikasi kegagalan dari setiap komponen.

Identifikasi kegagalan komponen mesin bubut underfloor dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Identifikasi Kegagalan

Komponen Failure Mode Effect

Roller Carier Roller Carier aus Hasil bubut tidak sempurna Guide Roller Rumah bearing aus Grease meleleh

Mata Pahat Gompal Hasil pembubutan tidak rata

Monitor Display monitor tidak menyala Tampilan untuk input data tidak terlihat Remot Remot tidak berfungsi Proses clamping tidak dapat dilakukan Lampu Sorot Lampu mati Proses Pembubutan tidak dapat terlihat

AC Sensor suhu eror Kompartemen overheat

Lampu Sinyal Lampu sinyal mati Posisi wheelset tidak dapat terdeteksi otomatis

Penjepit Axle Box Penjepit axle box aus Pencengkeraman roda kurang dan roda berpotensi terlepas atau naik

Keyboard Keyboard eror Tidak dapat input data

Gearbox Kurang oli Gaya putar tidak dapat diteruskan maksimal

V-belt putus karena lifetime Roller Carier tidak berputar Sistem Hidrolik Kebocoran pada selang hidrolik Tekanan berkurang

Conveyor Kontaktor rusak Tidak dapat menyalurkan gram hasil pembubutan

Sumber : Pengolahan Data, 2022

Berdasarkan Tabel 1, terdapat 13 komponen yang mempunyai mode kegagalan. Dari mode kegagalan yang ada, maka dapat timbul beberapa efek yang dapat mempengaruhi operasinal mesin. Setelah identifikasi kegagalan komponen mesin, kemudian melakukan analisis FMEA dan menghitung RPN.

Perhitungan RPN ditentukan oleh tiga faktor, yaitu:

a. Severity

Severity adalah parameter untuk mengukur tingkat bahaya saat sistem bekerja dan dampak yang ditimbulkan bagi mesin ataupun lingkungan sekitar [12].

Tabel 2. Nilai Severity

Skala Parameter Deskripsi

1 Tidak signifikan Waktu henti < 5 menit 2 Kecil Waktu henti 6 - 10 menit 3 Sedang Waktu henti 11 - 30 menit 4 Besar Waktu henti 31 - 60 menit 5 Sangat Signifikan Waktu henti > 60 menit

Sumber : Pengolahan Data, 2022 b. Occurance

Occurance adalah suatu nilai frekuensi terhadap munculnya mode kegagalan pada sebuah komponen [14].

Tabel 3. Nilai Occurance

1 Jarang terjadi Frekuensi 1 - 3 kali 2 Agak jarang terjadi Frekuensi 4 - 6 kali 3 Mungkin terjadi Frekuensi 7 - 10 kali 4 Sering terjadi Frekuensi 11 - 20 kali 5 Hampir pasti terjadi Frekuensi > 20 kali

(4)

c. Detection

Detection adalah suatu pengukuran terhadap kemampuan dalam mengontrol dan mengendalikan kegagalan yang dapat terjadi di stasiun kerja [15].

Tabel 4. Nilai Detection

1 Sangat cepat Waktu deteksi 0 - 5 detik 2 Cepat Waktu deteksi 6 - 10 detik 3 Sedang Waktu deteksi 11 - 30 detik 4 Lama Waktu deteksi 30 - 60 detik 5 Sangat lama Waktu deteksi > 60 detik

Perhitungan RPN dilakukan dengan rumus berikut:

RPN = S × O × D ….………....(1) Keterangan:

S = Nilai Severity O = Nilai Occurance D = Nilai Detection

Berikut hasil analisis FMEA yang dilakukan:

Tabel 5. Failure Mode and Effect Analysis

Komponen Failure Mode Effect S O D RPN

Roller Carier Roller Carier aus Hasil bubut tidak

sempurna 5 3 4 60

Guide Roller Rumah bearing aus Grease meleleh 4 4 3 48

Mata Pahat Gompal Hasil pembubutan tidak

rata 2 5 2 20

Monitor Display monitor tidak menyala

Tampilan untuk input data

tidak terlihat 3 2 1 6

Remot Remot tidak berfungsi

Proses clamping tidak

dapat dilakukan 2 1 2 4

Lampu Sorot Lampu mati Proses pembubutan tidak

dapat terlihat 4 2 1 8

AC Sensor suhu eror Kompartemen overheat 5 3 4 60

Lampu Sinyal Lampu sinyal mati Posisi wheelset tidak dapat

terdeteksi otomatis 2 4 1 8

Penjepit Axle Box Penjepit axle box aus

Pencengkeraman roda kurang dan roda berpotensi terlepas atau naik

5 2 2 20

Keyboard Keyboard eror Tidak dapat input data 3 3 1 9

Gearbox

Kurang oli Gaya putar tidak dapat

diteruskan maksimal 4 2 3 24

V-belt putus karena lifetime

Roller Carier tidak

berputar 5 2 2 20

Sistem Hidrolik Kebocoran pada

selang hidrolik Tekanan berkurang 5 3 4 60

Conveyor Kontaktor rusak Tidak dapat menyalurkan

gram hasil pembubutan 4 2 2 16

Berdasarkan Tabel 5, terdapat 14 kegagalan yang terjadi pada mesin bubut underfloor. Selanjutnya dilakukan penentuan nilai kritis, dengan menggunakan rumus:

Nilai Kritis RPN = Total Nilai RPN

Jumlah Kegagalan ... (2)

(5)

Setelah mendapatkan nilai RPN kemudian dilakukan perhitungan nilai kritis menggunakan rumus di atas, maka nilai kritis dalam analisis ini adalah:

Nilai Kritis RPN = ⁴³⁹

13 Nilai Kritis RPN = 27,92

Hasil dari nilai kritis RPN yang telah dihitung, didapatkan nilai kritis RPN sebesar 27,92. Setelah dilakukan analisis, terdapat 4 kegagalan di atas nilai kritis yang terdapat di 4 komponen, antara lain komponen Roller Carier, AC, Sistem Hidrolik, dan Guide Roller. Nilai kritis komponen dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Komponen Kritis

Komponen S O D RPN

Roller Carier 5 3 4 60

AC 5 3 4 60

Sistem Hidrolik 5 3 4 60

Guide Roller 4 4 3 48

Untuk menganalisis penyebab kegagalan digunakan metode FTA dengan pendekatan top down yang dimulai dari top level event yang telah dianalisis berdasarkan prioritas resiko, kemudian mencari penyebab kegagalan sampai kejadian paling dasar dari penyebab kegagalan yang paling dasar. Berdasarkan hasil perhitungan RPN, terdapat empat komponen dengan nilai kritis tertinggi yang disebabkan oleh beberapa mode kegagalan. Resiko kritis dari komponen kritis tersebut kemudian diidentifikasi menggunakan metode FTA. Identifikasi menggunakan FTA dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Fault Tree Analysis Kegagalan Mesin Bubut Underfloor Sumber : Pengolahan Data, 2022

Dari hasil analisis FTA yang telah dilakukan, intensitas penggunaan mesin yang tinggi menjadi basic event atau dasar inisiasi kegagalan di setiap kerusakan yang terjadi, selain itu lifetime dari setiap komponen

Kegagalan Mesin Bubut Underfloor

Kerusakan Guide Roller

Rumah Bearing Aus

Overheat

Intensitas Penggunaan Mesin yang

Tinggi

Kompartemen Overheat

Sensor Suhu AC Error

Tinggi

Machine

Suhu Mesin yang Tinggi

Man

Perawatan Kurang Optimal Kebocoran Pada

Selang Hidrolik

Lifetime

Kerusakan Roller Carrier

Terjadinya Keausan pada Roller Carrier

Overheat

Tinggi

(6)

dan perawatan kurang optimal yang dilakukan juga menjadi basic event dari kegagalan pada mesin bubut underfloor. Setelah dilakukan analisis FMEA dan FTA dan didapatkan hasil maka, dapat diambil saran yang dapat digunakan untuk kebijakan perawatan. Usulan perbaikan berdasarkan hasil perhitungan RPN dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Aktivitas yang direkomendasikan

Komponen RPN Recommended Action

Roller Carier 60 Pengecekan secara berkala sesuai dengan buku panduan perawatan

Guide Roller 48 Pengecekan secara berkala dan langsung dilakukan penggantian saat terjadi keausan

AC 60 Pengecekan dan perawatan berkala pada AC Sistem Hidrolik 60 Pengecekan dan perawatan berkala pada selang

hidrolik

Dari Tabel 7, maka dapat disimpulkan bahwa rekomendasi perbaikan dari analisis yang telah dilakukan adalah pengecekan dan perawatan secara berkala sesuai dengan buku panduan. Pengecekan dan perawatan juga harus dilakukan secara detail pada seluruh komponen.

4. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai kritis RPN sebesar 27,92 dan terdapat 4 kegagalan pada komponen mesin bubut underfloor yang memiliki nilai diatas nilai kritis RPN, yaitu pada Roller Carier, AC, Sistem Hidrolik, dan Guide Roller. Adapun faktor penyebab kegagalan antara lain: intensitas pemakaian mesin yang terlalu tinggi, suhu mesin yang tinggi, dan perawatan yang dilakukan kurang optimal. Usulan perbaikan yang dapat diajukan setelah dilakukan analisis, antara lain: melakukan perawatan sesuai dengan buku panduan secara optimal dan berkala.

5. Referensi

[1] M. Iqbal, “Pengaruh Preventive Maintenance (Pemeliharaan Pencegahan) Dan Breakdown Maintenance (Penggantian Komponen Mesin) Terhadap Kelancaran Proses Produksi Di PT.

Quarryndo Bukit Barokah,” J. Manaj. DAN BISNIS, vol. 1, no. 3, pp. 33–46, 2017.

[2] N. Y. Hidayah and N. Ahmadi, “Analisis Pemeliharaan Mesin Blowmould Dengan Metode RCM Di PT. CCAI,” J. Optimasi Sist. Ind., vol. 16, no. 2, p. 167, 2017, doi: 10.25077/josi.v16.n2.p167- 176.2017.

[3] I. Zein, D. Mulyati, and I. Saputra, “Perencanaan Perawatan Mesin Kompresor Pada PT. Es Muda Perkasa Dengan Metode Reliability Centered Maintenance (RCM),” vol. IV, no. 1, pp. 383–391, 2019.

[4] M. Muliana and R. Hartati, “Penentuan Komponen Kritis Mesin pada Stasiun Press Menggunakan Metode Failure Mode And Effect Analysis (FMEA) di PT. Surya Panen Subur 2,” J. Serambi Eng., vol. VII, no. 3, pp. 3439–3445, 2022, [Online]. Available:

https://www.ojs.serambimekkah.ac.id/jse/article/view/4418%0Ahttps://www.ojs.serambimekkah.a c.id/jse/article/download/4418/3330

[5] I. Soesetyo and L. Yenny Bendatu, “Penjadwalan Predictive Maintenance dan Biaya Perawatan Mesin Pellet di PT Charoen Pokphand Indonesia-Sepanjang,” J. Titra, vol. 2, no. 2, pp. 147–154, 2014.

[6] R. Santoso, I. H. Lahay, S. Junus, and Y. Lapai, “Optimalisasi Perawatan Mesin Press dengan Metode Failure Mode Effect Analysis (FMEA),” Jambura Ind. Rev., vol. 1, no. 1, pp. 1–6, 2021, doi: 10.37905/jirev.1.1.1-6.

[7] Y. Alfianto, “Analisis Penyebab Kecacatan Produk Weight A Handle Menggunakan Metode Fault Tree Analysis dan Failure Mode and Effect Analysis sebagai Rancangan Perbaikan Produk,” JIEMS (Journal Ind. Eng. Manag. Syst., vol. 12, no. 2, pp. 71–80, 2019, doi: 10.30813/jiems.v12i2.1493.

[8] Elisabeth Ginting and Yola Lista, “Analisa Komponen Kritis untuk Mengurangi Breakdown Mesin Produksi pada PT. XYZ,” Talent. Conf. Ser. Energy Eng., vol. 2, no. 3, 2019, doi:

10.32734/ee.v2i3.704.

[9] A. Susilo, R. I. Rohimat, and H. Husniah, “Analisis Kegagalan Operasional Mesin Chiller dengan Metoda FTA dan FMEA,” Integr. J. Ilm. Tek. Ind., vol. 4, no. 2, p. 19, 2020, doi:

(7)

10.32502/js.v4i2.2871.

[10] F.- Manta, H. D. Haryono, and R.- Ardani, “Analisa Tingkat Resiko pada Komponen Pembangkit Listrik di Kota Balikpapan Dengan Metode FMEA,” JST (Jurnal Sains Ter., vol. 6, no. 1, 2020, doi:

10.32487/jst.v6i1.731.

[11] W. Y. Kartika, A. Harsono, and G. Permata, “Usulan Perbaikan Produk Cacat Menggunakan Metode Fault Mode and Effect Analysis dan Fault Tree Analysis Pada PT. Sygma Examedia Arkanleema,” J. Online Inst. Teknol. Nas., vol. 4, no. 1, pp. 345–356, 2016.

[12] H. Iskandar Madyantoro, A. Adib, R. Ilmal Yaqin, J. Preston Siahaan, and Barokah, “Penerapan Metode Fmea Dalam Perawatan Mesin Pendingin Kapal Penangkap Ikan (Studi Kasus: KM. Sinar Bayu Utama),” Aurelia J., vol. 4, no. 1, pp. 97–106, 2022.

[13] Mayangsari Fitria Diana, Adianto Hari, and Yuniati Yoanita, “Usulan Pengendalian Kualitas Produk Isolator Dengan Metode Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) Dan Fault Tree Analysis (FTA),” Tek. Ind. Nas. Bandung, vol. 3, no. 2, pp. 81–91, 2015.

[14] S. S. Islam, “Analisis Preventive Maintenance Pada Mesin Produksi dengan Metode Fuzzy FMEA,”

JTT (Jurnal Teknol. Terpadu), vol. 8, no. 1, pp. 13–20, 2020, doi: 10.32487/jtt.v8i1.766.

[15] K. S. Chin, Y. M. Wang, G. Ka Kwai Poon, and J. B. Yang, “Failure mode and effects analysis using a group-based evidential reasoning approach,” Comput. Oper. Res., vol. 36, no. 6, pp. 1768–

1779, 2009, doi: 10.1016/j.cor.2008.05.002.