TIN315 - Pemeliharaan dan Rekayasa Keandalan Materi #1 Genap 2015/2016. TIN315 - Pemeliharaan dan Rekayasa Keandalan

Transkripsi

1 Materi #1 TIN315 Pemeliharaan dan Rekayasa Keandalan Pokok Bahasan 2 1. Pengenalan Disiplin Ilmu Keandalan dan Aplikasinya 2. Probabilitas 3. Pemodelan Jaringan dan Evaluasi Sistem 4. Pengantar Analisa Risiko 5. Fault Tree Aalysis (FTA) dan Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) 6. Distribusi Probabilitas dan Terminologi Keandalan 7. Model Keandalan Dinamis 8. Component Importance 9. Rantai Markov Diskrit (Discrete Markov Chain) 10. Proses Markov Kontinyu (Continous Markov Process) 11. Simulasi Monte Carlo 12. Strategi Kebijaksanaan Perawatan Taufiqur Rachman 1

2 Referensi 3 Priyanta. Dwi, (2000), Keandalan dan Perawatan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Ebeling E. Charles, (2009), Introduction to Relaibility and Maintainability Engineering, 2nd Edition,. McGrawHill Internasional Xie. Min et al, (2004) Computing Reliability System, Kluwer Academic Publisher Dll. Terminologi 4 Keandalan (Reliability) Ketersediaan (Availability) Kemampurawatan (Maintainability) Taufiqur Rachman 2

3 Keandalan (Reliability) 5 Definisi: Probabilitas dari suatu item (komponen, subsistem, atau sistem yang dapat dianggap sebagai satu kesatuan) untuk dapat melaksanakan fungsi yang telah ditetapkan, pada kondisi pengoperasian dan lingkungan tertentu untuk periode waktu yang telah ditentukan. Secara umum dikelompokan menjadi: Keandalan komponen dan sistem (Component and system reliability) Fokus mata kuliah ini Keandalan struktur (Structural reliability) Keandalan manusia (Human reliability) Keandalan perangkat lunak (Software reliability) Komponen Pokok Keandalan 6 Probabilitas Kinerja (performance) yang memadai Definisi Keandalan Kondisi pengoperasian Waktu Taufiqur Rachman 3

4 Probabiltas 7 Merupakan komponen pokok pertama. Merupakan input numerik bagi pengkajian keandalan sutau sistem. Merupakan indeks kuantitatif untuk menilai kelayakan suatu sistem. Bukan merupakan satu-satunya indeks (ada beberapa indeks lain yang dapat dipakai). Kinerja, Waktu & Kondisi 8 Merupakan 3 komponen lain dari keandalan. Semuanya merupakan parameter-parameter engineering (teori probabilitas tidak banyak membantu). Waktu yang telah ditetapkan untuk pengoperasian sistem bisa saja kontinyu atau secara sporadis, sedangkan kondisi pengoperasian bisa kondisi pengoperasian yang uniform atau bervariabel. Kriteria tentang kinerja yang memadai dari sebuah sistem merupakan masalah yang melibatkan permasalahana manajerial. Kegagalan pengoperasian sistem dapat didefiniskan secara beragam mulai dari kegagalan katastropik atau gangguan terhadap fungsi sistem Taufiqur Rachman 4

5 Ketersediaan (Availability) 9 Definisi: Probabilitas untuk dapat menemukan suatu sistem (dengan berbagai kombinasi aspek-aspek keandalannya, kemampurawatan dan dukungan perawatan) untuk melakukan fungsi yang diperlukan pada suatu periode waktu tertentu. Diekspresikan kedalam persamaan matematis: T OP A = T OP + T DOWN Dimana: A = Ketersediaan (A) T OP = Sistem dapat beroperasi T DOWN = Sistem tidak dapat beroperasi. Ilustrasi Ketersediaan Taufiqur Rachman 5

6 Faktor Yang Mempengaruhi Ketersediaan 11 Kemampurawatan (Maintainability) 12 Kemampuan suatu item dalam kondisi pemakian tertentu, untuk dirawat, atau dikembalikan ke keadaan semula dimana item itu dapat menjalankan fungsi yang diperlukan, jika perawatan dilakukan dalam kondisi tertentu dan dengan menggunakan prosedur dan sumber daya yang sudah ditentukan. Kemampuarawatan adalah faktor yang penting dalam menentukan ketersediaan dari suatu item Taufiqur Rachman 6

7 Indeks Keandalan 13 Yang paling klasik adalah probabilitas (indeks yang lain perlu juga dihitung dan dikembangkan secara teratur). Yang paling cocok sangat tergantung dari sistem dan kebutuhan dari sistem tersebut. Contoh-contoh tipikal dari indeks keandalan: Jumlah kegagalan yang diharapkan akan terjadi dalam periode waktu tertentu Waktu rata-rata diantara dua kegagalan Laju kegagalan dari suatu proses Durasi rata-rata downtime dari suatu sistem atau peralatan Nilai harapan keuntungan yang hilang karena kegagalan Nilai harapan yang hilang dari output suatu proses karena kegagalan Kajian Keandalan 14 Secara umum ada dua metode. Keduanya analisa kualitatif (berbasis pada pengalaman dari personel),. Bentuk analisa keandalan secara kualitatif: Analisa mode dan dampak kegagalan (failure mode and effects analysis - FMEA) Analisa pohon kegagalan (fault tree analysis - FTA) Taufiqur Rachman 7

8 Bagan Analisa Keandalan 15 Sumber: Orbeck, 1992 Prosedur Umum Rekayasa Keandalan 16 Sumber: (Stefenson, 1990) Taufiqur Rachman 8

9 Analisa Kuantatif Keandalan 17 Dikelompokkan menjadi dua: Analisa keandalan secara analitis, dan Analisa keandalan dengan menggunakan simulasi Yang umumnya digunakan untuk mengevaluasi keandalan dari sistem adalah teknik simulasi montecarlo. Metode Kuantitatif Keandalan 18 Yang sering digunakan: Metode tie set. Perhitungan langsung (direct calculation) untuk sistem-sistem yang sederhana. Pendekatan dengan probabilitas kondisional (conditional probability approach). Metode cut set. Pohon kejadian (event trees). Pohon kegagalan (fault trees). Rantai markov (markov chain) Proses markov (markov process) Taufiqur Rachman 9

10 Aplikasi Keandalan 19 Tujuan utama dari studi keandalan adalah untuk memberikan informasi sebagai basis untuk mengambil keputusan. Teknologi keandalan mempunyai potensi untuk dipakai dalam ruang yang sangat luas. Area yang memanfaatkan teknologi keandalan: 1. Analisa Risiko/Keselamatan (Safety/Risk analyses) 2. Kualitas (Quality) 3. Optimasi Operasi dan Perawatan (Optimization of Maintenance and Operation) 4. Proteksi Lingkungan (Environmental Protection) 5. Desain Rekayasa (Engineering Design) Aplikasi Area #1 20 Analisa keandalan adalah merupakan bagian yang sudah sangat mantap dari hampir sebagian besar untuk studi-studi risiko dan keselamatan. Umumnya dilakukan dengan menerapkan teknik keandalan seperti: Analisa modus dan dampak kegagalan (Failure Mode and Effects Analysis-FMEA), dan Analisa pohon kegagalan (Fault tree analysis). Metode lain yang juga digunakan: Criticality Analysis, Hazards and Operability (HAZOP) Studies, dan Cause-Consequence Analysis Taufiqur Rachman 10

11 Prosedur Analisa Risiko (Ruxton, 1997) 21 Aplikasi Area #2 22 Konsep kualitas (quality) dan keandalan (reliability) terkait sangat erat. Keandalan dianggap sebagai karakteristik dari kualitas. Sistem yang saling melengkapi dari suatu sistem yang besar yang akan dilengkapi dengan manajemen keandalan dan jaminan kualitas merupakan bagian dari manajemen kualitas secara total (Total Quality Management-TQM) Taufiqur Rachman 11

12 Aplikasi Area #3 23 Perawatan dilakukan untuk mencegah kegagalan sistem maupun untuk mengembalikan fungsi sistem jika kegagalan telah terjadi. Tujuan perawatan: untuk menjaga dan memperbaiki keandalan dari sistem dan kelancaran produksi/operasi. Diimplementasikan perawatan yang berbasiskan pada keandalan atau RCM (Reliability-Centered Maintenance). Bertujuan untuk memperbaiki cost effectiveness dan mengontrol perawatan pada berbagai jenis industri, oleh karena itu RCM akan dapat memperbaiki ketersediaan dan keselamatan. Aplikasi lain: Life Cycle Cost (LCC) analysis, Life Cycle Profit (LCP) analysis, Pengalokasian dukungan logistik, Pengalokasian suku cadang dan analisa untuk menentukan level operator. Aplikasi Area #4 dan #5 24 Aplikasi Area #4 Aplikasi Area #5 Studi keandalan bisa dipakai untuk memperbaiki desain dan keteraturan operasional dari sistem antipolusi, seperti sistem pembersih gas/air. Keandalan merupakan salah satu karakteristik kualitas dari suatu produk teknik. Oleh karena itu jaminan keandalan merupakan salah satu topik yang paling penting selama proses pendesaian suatu produk Taufiqur Rachman 12

13 Taufiqur Rachman Referensi 25 Priyanta. Dwi, (2000), Keandalan dan Perawatan, Institut Teknologi Sepuluh Nopemeber,Surabaya Billinton. R and Ronald N. Allan, (1992), Reliability Evaluation of Engineering Systems: Concepts and Techniques, 2nd edition, Plenum Press, New York and London Hoyland. Arnljot and Marvin Rausand, (1994), System Reliability Theory Models And Statistical Methods, John Willey & Sons, Inc. Orbeck. F, (1992), Implementation of Reliability Methodology to Ship s Machinery, Transaction IMarE, Vol 103 Ruxton. T, (1997), Formal Safety Assessment, Transaction IMarE, Part 4 Stefenson. Prof. J, (1990), Design Procedures for The Reliability of Integrated Marine Systems, Paper 5 ICMES. (1994), Training Course in Reliability-Centered Maintenance, MARINTEK-SINTEF Group Taufiqur Rachman 13