BAB IV. ANALISIS HASIL EVALUASI

Transkripsi

1 BAB IV. ANALISIS HASIL EVALUASI 4.1 PENDAHULUAN Pada Bab ini dijelaskan penyebab penurunan keandalan APU GTCP85. Penurunan keandalan ditandai dengan kenaikan jumlah kegagalan, baik terhitung dengan kegagalan yang berhasil diselesaikan dan yang tidak berhasil diselesaikan di setiap cycle penerbangan. Kegagalan APU yang tidak berhasil diselesaikan akan masuk dalam Hold Item List (HIL) dan harus diselesaikan dalam periode terbatas. Perolehan data perhitungan keandalan diambil sesuai dengan Gambar 4.1 (alur proses input data di GMF). Analisis data pada bab ini hanya secara matematis yaitu menghitung keandalan, menentukan penyebab kegagalan dan menentukan prosedur penyelesaian kegagalan sistem APU. a. Maintenance Report, Pilot Report (PIREPS) dan Unschedule Removal Data terdiri dari maintenance report (MAREPS), pilot report (PIREPS) dan unschedule removal. Maintenance report merupakan laporan tindakan engineer ketika merawat pesawat, memperbaiki kegagalan, melaporkan kegagalan dan memeriksa kondisi pesawat. PIREPS merupakan laporan kondisi pesawat selama pilot mengoperasikan pesawat. Unschedule removal adalah laporan pelepasan komponen yang terjadi diluar waktu pelepasan yang ditentukan. Unscheduled removal dapat terjadi bila komponen terjadi kerusakan atau kegagalan fungsional. b. MCC dan TLP Data berupa MAREPS, PIREPS dan unschedule removal disimpan dan dicatat oleh Maintenance Control Center (MCC) dan Unit Pencatatan Data (TLP). 36

2 Maintenance report, Pilot report & Unscheduled removal Component & APU MCC Database SNAG TLP Shop Test, Adjustment, Repair & Installation Functional Failure & Potential Failure APU GTCP85, B737 / 300/ 400/500 Functional Failure & Potential Failure APU / Component APU Confirmed Failure Time to Failure Gambar 4.1. Alur proses input data di GMF c. Database SNAG Data dari MCC dan TLP berupa maintenance report, PIREPS dan unschedule removal disimpan dan diakses melalui database SNAG. Di database SNAG data dipilih berdasarkan ATA 49 (APU) pesawat Boeing /400/500. Data ini melaporkan kondisi normal, kegagalan potensial dan fungsional APU. d. Functional Failure & Potensial Failure APU GTCP85, B /400/500 Kegagalan potensial merupakan kondisi fisik yang teridentifikasi yang menunjukkan kegagalan fungsional sebentar lagi terjadi. Contoh kegagalan potensial APU adalah exhaust gas temperature meninggi akibat perubahan perbedaan tekanan udara pada differential air pressure regulator. Item yang sudah dalam kondisi kegagalan potensial bila terus dioperasikan lama-kelamaan akan terjadi kegagalan fungsional. Contoh kegagalan fungsional APU adalah tidak dihasilkan pengapian pada igniter plug. 37

3 e. Component & APU Komponen & APU akan terjadi kegagalan potensial atau fungsional. Komponen & APU dilepas bila engineer menyatakan bahwa telah terjadi kegagalan potensial atau fungsional. Komponen & APU tersebut dikirimkan ke shop untuk dilakukan pemeriksaan dan pengujian. f. Shop Komponen & APU yang dilepas dengan kondisi kegagalan potensial atau fungsional, dikirimkan ke masing-masing divisi system shop. Komponen dilakukan pengujian, penyetelan, perbaikan dan pemasangan kembali. Tujuan pengujian fungsional adalah untuk mengetahui fungsional sesungguhnya yang dimiliki komponen & APU dan mengidentifikasi modus kegagalannya. Shop akan memberikan laporan hasil pemeriksaan dan pengujian. g. Confirmed Failure Bila laporan (MAREPS, PIREPS dan unsceduled removal) menunjukkan suatu kegagalan fungsional APU terjadi karena komponen tertentu adalah penyebabnya, maka laporan komponen tersebut dikonfimasi ulang dengan melihat hasil pemeriksaan di shop. Bila hasil pengujian menunjukkan komponen tersebut memiliki performa yang rendah, maka laporan kegagalan potensial atau fungsional dinyatakan confirmed failure. h. Time to Failure Komponen yang telah dinyatakan confirmed failure dicatat umur kegagalannya. Umur kegagalan merupakan umur ketika terjadi kegagalan fungsional atau kegagalan potensial. Umur kegagalan ini dijadikan referensi untuk analisis keandalan komponen APU. Bila laporan (MAREPS, PIREPS dan unsceduled removal) menunjukkan APU terjadi kegagalan potensial dan fungsional, maka waktu terjadinya kegagalan sejak APU dipasang dijadikan referensi untuk analisis keandalan APU. 38

4 Data yang diperoleh merupakan data kegagalan APU yang terjadi selama Bulan Januari 003 sampai dengan Desember 004. Data yang dikumpulkan diperoleh klarifikasinya sebagai berikut: komponen tidak rusak, - 79 komponen rusak, komponen tidak teridentifikasi ke dalam status rusak atau tidak rusak. 79 komponen yang rusak sudah dipastikan kerusakannya (confirmed failure) 79 komponen tersebut dijadikan bahan analisis keandalan komponen dengan mencatat umur komponen yang terukur sejak komponen terpasang di APU (TSI, time since installed). TSI dihitung sejak komponen terpasang dan dioperasikan di APU. Apabila komponen diperbaiki dan dapat bekerja kembali sesuai dengan fungsinya maka nilai TSI komponen sama dengan nol. 4. ANALISIS KEANDALAN KOMPONEN APU Subbab ini membahas keandalan komponen sebagai fungsi lama pengoperasian (umur komponen). Pembahasan keandalan komponen ini akan menentukan faktor-faktor penyebab terjadinya kegagalan fungsi APU. Umur komponen yang digunakan merupakan waktu yang terukur sejak komponen dipasang di APU (TSI, time since installed) Sebagaimana yang telah dijelaskan pada Gambar 4.1 mengenai alur proses input data, maka dalam analisis keandalan komponen ini digunakan data komponen yang teridentifikasi sebagai penyebab kegagalan pengoperasian APU. 79 laporan kegagalan komponen menunjukkan 18 komponen sebagai penyebab kegagalan pengoperasian APU yaitu APU control unit, electronic temperature control, valve surge control, starter motor, oil pressure switch, bleed air valve, igniter plug, ignition exciter, electronic speed switch, fan cooling, oil cooler, FCU, fuel shut off valve, actuator rotary, air pressure regulator, tacho generator, oil filter dan oil pump. Data umur komponen APU ditunjukkan pada Tabel 4.1 dan data komponen lainnya di Lampiran D. 39

5 Tabel 4.1. Umur komponen APU terhitung sejak Time Since Installed (TSI) Oil Cooler Tacho generator Actuator Rotary Oil Pump Fuel shut off valve Langkah selanjutnya adalah penentuan distribusi keandalan menggunakan metode penentuan distribusi keandalan sebagaimana yang telah dijelaskan pada subbab.4. Pada bab ini hanya dijelaskan komponen fuel shut off valve untuk menunjukkan proses penentuan distribusi keandalan. Pada data umur komponen fuel shut off valve pada Tabel 4.1 dilakukan pengujian menggunakan distribusi Weibull, Lognormal dan Exponensial. Nilai r (coefficienct of determination) yang mendekati nilai 1 digunakan sebagai penentu keabsahan distribusi keandalan, kemudian distribusi keandalan yang diperoleh diuji menggunakan Goodnees of fit. Jika hasil pengujian Goodnees of fit yang menunjukkan status diterima, maka distribusi keandalan tersebut akan digunakan untuk mengukur keandalan komponen. a. Least square fit Metode least square fit merupakan metode penentuan jenis distribusi dengan melihat sebaran data sekitar garis lurus pada plot grafik. a.1 Penentuan distribusi Weibull menggunakan metode least square fit Data untuk plot grafik distribusi Weibull komponen fuel shutoff valve ditunjukkan pada Tabel

6 Tabel 4.. Data untuk plot grafik distribusi Weibull komponen fuel shutoff valve I t F (x) = i n +1 1 x = ln (t) y = ln ln 1 F( x) dimana n = banyaknya umur kegagalan = 10, xy x y sehingga shape parameter = a = β = x x = 0,978 b = y ax = - 0,49 (0,978 x 9,8) = -10,09 b 10,09 scale parameter = η = exp( ) = exp ( ) = 3041, 59 a 0,978 r (coefficienct of determination) = ( x ( xy x y ) x )( y y = 0,704 ) 41

7 a. Penentuan distribusi Lognormal metode least square fit Data untuk plot grafik distribusi Lognormal komponen fuel shutoff valve ditunjukkan oleh Table 4.3. Tabel 4.3. Data untuk plot grafik distribusi Lognormal komponen fuel shutoff valve i t x = ln (t) F(x) = i n +1 y = Φ -1 (F) dimana n = banyaknya umur kegagalan = 10, xy x y sehingga parameter Lognormal a = x x = 0, 554 ω = a 1 = 1,903 b = y ax = - 0,63 (0,554 x 9,8) = - 5,791 b 5,791 t o = exp( ) = exp ( ) = 6160,65 a 0,554 r (coefficienct of determination) = ( x ( xy x y ) x )( y y = 0,695 ) 4

8 a.3 Penentuan distribusi Exponensial metode least square fit Data untuk plot grafik distribusi Exponensial komponen fuel shutoff valve ditunjukkan oleh Table 4.4. Tabel 4.4. Data untuk plot grafik distribusi Exponensial komponen fuel shutoff valve i t F(x) = i n +1 1 x = t y = ln ln 1 F( x) dimana n = banyaknya umur kegagalan = 10, xy x y sehingga a = x x = 0, scale parameter = Θ = a 1 = 953,80 b = y ax = - 0,495 (0, x 36) = -,839 location parameter = ύ = b = 7038,09 a r (coefficienct of determination) = ( x ( xy x y ) x )( y y = 0,98 ) 43

9 b. Goodness of fit tests Goodness of fit tests merupakan pengujian terhadap hasil hipotesa dari distribusi yang didapatkan pada metode least square of fit. Pengujian ini membandingkan null hypothesis (H o ) dengan hipotesa (H 1 ), dimana masing-masing hipotesa menyatakan: H o = umur kegagalan dapat dianalisis dengan jenis distribusi tertentu. H 1 = umur kegagalan tidak dapat dianalisis dengan jenis distribusi tertentu. Pengujian distribusi ini menggunakan metode statistik yaitu b.1 pengujian Mann s untuk distribusi Weibull, Tabel 4.5. Pengujian Mann s untuk distribusi Weibull komponen fuel shutoff valve i t ln (t) Z i M i K 1 =n/ K = n-1/ ln t i+1 - ln t i (ln t i+1 - ln t i )/M i ,5 ~ dimana M i = Z i+1 - Z i ; n = banyaknya umur kegagalan Z i = ln i 0, 5 ln 1 n + 0, 5 sehingga M = k n 1 1 i= n1 + 1 n k [( lnt lnt )/ M ] 1 [ ( lnt1 + 1 lnti )/ M i ] i= 1 i+ 1 i i = 5( 0,567) 5(3,37) = 0,168 F crit, 0.05, 5, 5 =,97 (lihat Lampiran C.1) Hasil perhitungan menunjukkan M < Fcrit maka H 0 Diterima atau umur kegagalan fuel shut off valve dapat dianalisis dengan distribusi Weibull. 44

10 b. pengujian Kolmogorov-Smirnov untuk distribusi Lognormal, Tabel 4.6. Pengujian Kolmogorov-Smirnov untuk distribusi Lognormal komponen fuel shutoff valve i T (i-1)/n i/n F(t) = i/(n+1) (t i -t) t Φ i t s D 1 D ( t dimana s i t ) i= 1 = n 1 s = 6166,1 n = , D 1 = D = max Φ 1 i n t i i t max Φ 1 i n n t i 1 s n i t s = 0,765 = 0,3643 D n = max { D 1, D } = 0,3643 D crit = 0,39 (lihat Lampiran C.) Hhasil perhitungan menunjukkan D n > D crit maka H o Ditolak atau umur kegagalan fuel shut off valve tidak dapat dianalisis dengan distribusi Lognormal. 45

11 b.3 pengujian Barlett s untuk distribusi Exponensial Syarat yang harus dipenuhi dalam pengujian Barletts adalah banyaknya umur kegagalan (n) harus lebih besar dari 0 umur kegagalan. Umur kegagalan fuel shut off valve sebanyak 10 umur kegagalan. Umur kegagalan fuel shut off valve lebih kecil dari 0 maka H o Ditolak atau umur kegagalan fuel shut off valve tidak dapat dianalisis dengan distribusi Exponensial. [ref 5] Hasil yang didapatkan ditampilkan pada Tabel 4.7 dan keterangan lebih lengkap pada Lampiran E. Tabel 4.7. Hasil pengujian distribusi keandalan komponen APU Least square fit Komponen r Goodness of fit Weibull Lognormal Eksponensial Weibull Lognormal Eksponensial APU control unit Diterima - - Electronic temperature control Diterima - - Valve surge control Diterima - - Starter motor Diterima - - Oil pressure switch Diterima - - Bleed air Diterima - - Ignition exciter Diterima - - Electronic speed switch Diterima - Diterima Oil cooler Diterima - - FCU Diterima - - Fuel Shut off valve Diterima - - Air pressure regulator Diterima - - Tacho generator Diterima Diterima - Oil pump Diterima Diterima - Fan cooling Diterima Diterima - Actuator rotary Diterima Diterima - Catatan : = Distribusi yang digunakan Untuk membentuk kurva keandalan digunakan parameter-paremeter kurva keandalan, yang dihasilkan dari pengujian least square fit. Tabel 4.8 menunjukkan nilai parameter yang dihasilkan dari pengujian least square fit. 46

12 Tabel 4.8. Nilai parameter distribusi keandalan komponen APU Komponen Distribusi Parameter APU control unit Weibull Electronic temperature control Weibull Valve surge control Weibull Starter motor Weibull Oil pressure switch Weibull Bleed air Weibull Scale Shape Ignition exciter Weibull parameter parameter Electronic speed switch Weibull (η) 6468 (β) 0.80 Oil cooler Weibull FCU Weibull Fuel Shut off valve Weibull Air pressure regulator Weibull Tacho generator Weibull Oil pump Weibull Log Fan cooling normal to ω Log Actuator rotary normal Dengan menggunakan nilai parameter yang tertera pada Tabel 4.8, maka dihasilkan kurva nilai probability distribution function f(t), keandalan R(t), ketidakandalan F(t), dan failure rate. Perhitungan keandalan ini menggunakan rumus yang dijelaskan pada subbab.4.4 metode parametrik Keandalan Komponen APU Pada bab ini hanya dijelaskan komponen APU control unit, oil pressure switch dan oil cooler sebagai penunjukkan proses analisis keandalan komponen. Hasil analisis komponen-komponen APU lainnya ditampilkan pada Tabel 4.9 dan kurva distribusi keandalan ditampilkan pada Lampiran F. Pada kurva distribusi keandalan digambarkan keandalan untuk pemakaian APU selama tahun (Januari 003 sampai dengan Desember 004) atau 6570 jam. Nilai 6570 jam adalah pemakaian rata-rata APU selama tahun di pesawat Boeing /400/500 47

13 dimana pemakaian rata-rata per hari adalah 9 jam (akan dijelaskan di Bab IV dalam pembahasan perhitungan APU hours dan ratio factor APU) APU control unit APU control unit merupakan alat yang digunakan untuk mengontrol APU ketika starting saat operasi dan saat mematikan APU. Selain itu terdapat overspeed reset/test switch untuk memeriksa permasalahan di dalam sistem APU. Pada Tabel 4.7 ditunjukkan hasil pengujian distribusi keandalan komponen APU, dimana untuk APU control unit dapat dilakukan analisis keandalan menggunakan distribusi Weibull dan nilai scale parameter (η) = 811 dan shape parameter (β) = 0,54. Dengan menggunakan nilai parameter-parameter tersebut maka nilai pdfnya f(t) = β η t η β 1 exp t η β = 0,36 0,54 t t exp pdf f(t) t (hours) Gambar 4.. Kurva pdf APU control unit 48

14 Gambar 4. menunjukkan kurva pdf sebagai fungsi waktu (t) akan semakin kecil. Pada saat t = 6570 maka nilai f(6570) = 9,43 x Kurva keandalan APU control unit dapat dibentuk dengan persamaan R (t) = t exp η β = t exp 811 Kurva keandalan APU control unit ditunjukkan pada Gambar 4.3. Setelah pemakaian t = 6570 jam nilai keandalan APU control unit adalah 0.54 R (6570) = t exp η β = exp 811 = 0,045 atau peluang ketidakandalan komponen F(t) = 1 - R(6570) = 0,955. Nilai keandalan yang rendah ini mengakibatkan APU control unit sering bermasalah ketika memulai (starting), dan saat operasi APU yang dapat mempengaruhi prestasi APU. R(t) R(t) t (hours) Gambar 4.3. Kurva keandalan APU control unit 49

15 Untuk mengetahui waktu rata-rata terjadinya kegagalan APU control unit: MTTF = tf ( t ) dt 0 atau dalam distribusi Weibull = ηг(1+1/β) = 811 Г(.85) = 1411 jam/kegagalan. Nilai laju kegagalan komponen λ(t) dalam distribusi Weibull adalah λ(t) = β t η η β 1 = 0.54 t ,36 Kurva yang dihasilkan untuk APU control unit ditunjukkan pada Gambar 4.4. Laju kegagalan APU control unit menurun sepanjang perubahan waktu (t) dimana Laju kegagalan APU control unit menunjukkan karakter kegagalan berbentuk early failure. Failure rate λ(t) t (hours) Gambar 4.4. Kurva laju kegagalan APU control unit 50

16 4..1. Oil pressure switch Oil pressure switch merupakan salah satu switch APU yang digunakan untuk mendeteksi tekanan oil pada saat pengaturan urutan (sequence) kejadian, seperti sensor tekanan oil 4 psi ketika proses penyalaan igniter di ruang bakar. Pada Tabel 4.7 ditunjukkan hasil pengujian distribusi keandalan komponen APU, dimana untuk oil pressure switch dapat dilakukan analisis keandalan menggunakan distribusi Weibull dan nilai scale parameter (η) = dan shape parameter (β) = 0,84. Dengan menggunakan nilai parameter tersebut maka nilai pdfnya f(t) = β t η η t exp η β 1 β = 0,16 0,84 t t exp , 84 pdf f(t) (hours) t (hours) Gambar 4.5. Kurva pdf oil pressure switch 51

17 Gambar 4.5 menunjukkan nilai pdf sepanjang perubahan waktu (t) yang semakin kecil. Pada saat t = 6570 nilai f(6570) = 3,75 x Kurva keandalan oil pressure switch dapat dibentuk dengan persamaan R (t) = t exp η β 0,84 t = exp Kurva keandalan ditunjukkan pada Gambar 4.6. Setelah pemakaian t = 6570 jam nilai keandalan oil pressure switch adalah 0, R (6570) = exp = 0,65 Peluang ketidakandalan komponen F(t) = 1 - R(6570) = 0,375. Nilai keandalan ini mengakibatkan lemahnya oil pressure switch dalam mendeteksi tekanan oil untuk pengaturan urutan kejadian pada APU. R(t) R(t) t (hours) (hours) Gambar 4.6. Kurva keandalan oil pressure switch 5

18 Untuk mengetahui waktu rata-rata terjadi kegagalan oil pressure switch : (MTTF) = tf ( t ) dt 0 atau dalam distribusi Weibull = ηг(1+1/β) = Г(,19) = jam/kegagalan. Nilai laju kegagalan komponen λ(t) dalam distribusi Weibull adalah β t λ(t) = η η β 1 = 0, t ,16 Kurva yang dihasilkan untuk oil pressure switch ditunjukkan pada Gambar 4.7. Laju kegagalan oil pressure switch menurun sepanjang perubahan waktu dan menunjukkan karakter kegagalan berbentuk early failure. Failure rate λ(t) t (hours) Gambar 4.7. Kurva laju kegagalan oil pressure switch 53

19 Oil cooler Oil cooler merupakan komponen yang berfungsi mendinginkan oil yang telah mengalir dari sistem menuju ke oil tank. Pada Tabel 4.7 ditunjukkan hasil pengujian distribusi keandalan komponen APU, dimana untuk oil cooler dapat dilakukan analisis keandalan menggunakan distribusi Weibull dan nilai scale parameter (η) = 51 dan shape parameter (β) = Dengan menggunakan nilai parameter tersebut maka nilai perubahan pdf f(t) = β t η η t exp η β 1 β = 0,36 1,36 t t exp ,36 pdf f(t) t (hours) Gambar 4.8. Kurva pdf oil cooler Gambar 4.8 menunjukkan nilai pdf pada saat t = 6570 nilai f(6570) =7, x

20 Kurva keandalan oil cooler dapat dibentuk dengan persamaan R (t) = t exp η β = t exp 51 Kurva keandalan ditunjukkan pada Gambar 4.9. Setelah pemakaian t = 6570 jam nilai keandalan oil cooler menunjukkan R (6570) = 6570 exp 51 = 0,5 Peluang ketidakandalan komponen F(t) = 1 - R(6570) = 0,75. Nilai keandalan ini mengakibatkan oil cooler tidak efektif dalam mendinginkan oil yang telah mengalir dari sistem menuju ke oil tank. 1,36 1,36 R(t) R(t) t (hours) Gambar 4.9. Kurva keandalan oil cooler 55

21 Untuk mengetahui waktu rata-rata terjadi kegagalan oil cooler : (MTTF) = tf ( t ) dt 0 atau dalam distribusi Weibull = ηг(1+1/β) = 51 Г(1,73) = 4855 jam/kegagalan. Nilai laju kegagalan komponen λ(t) dalam distribusi Weibull adalah β t λ(t) = η η β 1 = 1,36 51 t 51 0,36 Kurva yang dihasilkan untuk oil cooler ditunjukkan pada Gambar Laju kegagalan oil cooler menunjukkan karakter kegagalan berbentuk wear out atau aging. Failure rate λ(t) t (hours) Gambar Kurva laju kegagalan oil cooler Untuk komponen yang lain digunakan proses perhitungan yang sama untuk menghitung pdf f(t), keandalan R(t), ketidakandalan F(t) dan waktu rata-rata terjadinya kegagalan (MTTF). Hasil perhitungan setelah pemakaian 6570 jam ditampilkan dalam Tabel

22 Tabel 4.9. Hasil keandalan komponen dengan t = 6570 jam Komponen Hasil R(t) F(t) f(t) MTTF Failure rate APU control unit Early failure Electronic temperature control Aging Valve surge control Aging Starter motor Aging Oil pressure switch Early failure Bleed air valve Early failure Ignition exciter Early failure Electronic speed switch Early failure Oil cooler Aging FCU Early failure Fuel Shut off valve Aging Air pressure regulator Early failure Tacho generator Early failure Oil pump Early failure R(t) F(t) f(t) MTTF Effect Fan cooling Aging Actuator rotary Early failure 4.3 ANALISIS KEANDALAN APU Parameter yang dibutuhkan untuk menghitung keandalan adalah waktu terjadinya kegagalan APU yang dicatat berdasarkan waktu APU sejak dipasang (TSI). Waktu terjadinya kegagalan APU dihitung menggunakan EI No. AG/ R5 dan ratio factor yang sudah direvisi (lihat Tabel 3.7). Contoh perhitungan waktu terjadinya kegagalan APU adalah sebagai berikut; APU GTCP85 bernomor seri (S/N) P168 yang memiliki APU hours total 496 dan telah dipasang selama 000 jam di pesawat B PK-GGD. PK-GGD terbang dari kota Jakarta menuju Medan selama jam. APU ini terjadi kegagalan fungsional ketika dioperasikan di kota Medan. Waktu terjadinya kegagalan APU ialah APU hours = [(X Y) x RF] + Z 57

23 X - Y = flight hours Ratio factor B = 1,15 (lihat Tabel 4.6) Z = 496 APU hours APU hours total = ( x 1,15) =, = 498,3 APU hours Waktu terjadinya kegagalan sejak APU dipasang = 498, = 00,3 APU hours. Data waktu terjadinya kegagalan APU ditampilkan pada Tabel 4.10 dan lengkapnya pada Lampiran K. Tabel Waktu terjadinya kegagalan APU Langkah selanjutnya dilakukan penentuan distribusi keandalan menggunakan metode penentuan distribusi keandalan sebagaimana yang telah dijelaskan pada subbab.4. 58

24 Waktu terjadinya kegagalan APU pada Tabel 4.10 dilakukan pengujian menggunakan distribusi Weibull, Lognormal dan Exponensial. Penentuan distribusi keandalan tercapai bila nilai r (coefficienct of determination) yang mendekati nilai 1 digunakan sebagai penentu keabsahan distribusi keandalan, kemudian distribusi keandalan yang diperoleh diuji menggunakan Goodnees of fit. Jika hasil pengujian Goodnees of fit yang menunjukkan status Diterima, maka distribusi keandalan tersebut akan digunakan untuk mengukur keandalan komponen. Pengujian ini dijabarkan lebih lengkap pada Lampiran K. Adapun hasil pengujian distribusi keandalan APU yang diperoleh ditampilkan pada Tabel Tabel Hasil pengujian distribusi keandalan APU Least square fit System r Goodness of fit Weibull Lognormal Eksponensial Weibull Lognormal Eksponensial APU Diterima - - Nilai parameter distribusi keandalan APU yang dihasilkan dengan pengujian least square fit, ditampilkan pada Tabel 4.1. Nilai shape parameter (β) lebih kecil dari 1 (β < 1), artinya karakter keandalan berbentuk early failure. Tabel 4.1. Parameter keandalan APU Parameter Komponen Distribusi Scale parameter (η) Shape parameter (β) APU Weibull Hasil pengujian distribusi keandalan APU pada Tabel 4.11 menunjukkan daata kegagalan APU dianalisis menggunakan distribusi Weibull. Dengan memasukkan nilai parameter keandalan APU kedalam rumus pdf diperoleh; f(t) = β t η η t exp η β 1 β 59

25 = 0, t t exp 175, , ,638 0, 69 Nilai pdf yang diperoleh sepanjang perubahan waktu digambarkan dalam bentuk kurva pada Gambar Gambar Kurva pdf APU GTCP85 Nilai pdf disaat penggunaan selama tahun (Bulan Januari 003 sampai dengan Desember 004) atau t = 6570 jam maka nilai f(6570) =,119 x Dengan diketahui fungsi pdf maka nilai R(t) dan F(t) dapat ditentukan. Kurva keandalan APU control unit dapat dibentuk dengan persamaan t R (t) = exp η β 60

26 0,69 t = exp 175,638 Kurva keandalan APU ditunjukkan pada Gambar 4.1. Setelah pemakaian t = 6570 jam nilai keandalan APU adalah 6570 R (6570) = exp 175,638 = ,69 atau peluang ketidakandalan APU = 1 - R(6570) = 0,9198. Nilai keandalan sebesar 0,080 merupakan nilai keandalan yang rendah dengan arti bahwa apabila APU dioperasikan dalam beberapa kali maka nilai kegagalan pengoperasian APU lebih banyak daripada kesuksesan pengoperasian. Gambar 4.1. Kurva keandalan APU 61

27 Untuk mengetahui waktu rata-rata terjadinya kegagalan APU (MTTF) = tf ( t ) dt atau 0 dalam distribusi Weibull = ηг(1+1/β) = 175,638 x 1,7 = 191,56 jam/kegagalan. Laju kegagalan APU meningkat sepanjang waktu (t) dimana nilai laju kegagalan APU λ(t) dalam distribusi Weibull adalah β t λ(t) = η η β 1 = 1,7 175,638 t 175,638 0,308 dan grafik yang dihasilkan untuk APU ditunjukkan pada Gambar Laju kegagalan APU menunjukkan karakter kegagalan berbentuk early failure. λ(t) Gambar Kurva laju kegagalan APU 6

28 4.4 FAULT TREE ANALYSIS Fault Tree Analysis (FTA) digunakan untuk menentukan penyebab kegagalan fungsional dengan membentuk bagan pohon kegagalan. PIREPS menunjukkan telah terjadi 76 kasus kegagalan fungsional APU. Rincian untuk 76 kasus tersebut sebagai berikut (lihat Tabel 4.13) a kasus berhasil diselesaikan dan tidak terjadi kegagalan di 1 siklus penerbangan berikutnya (58%), b. 908 kasus sukses diselesaikan tetapi di 1 siklus penerbangan berikutnya kembali gagal (33%), c. 35 kasus tidak berhasil diselesaikan dan APU gagal beroperasi (9%) Tabel Contoh kasus kegagalan fungsional APU Tanggal Dari Tujuan Permasalahan Penyelesaian 1/8/004 JOG CGK APU FAILED TO LIGHT FCU REPLACED REF AMM 49- UP P.401 APU CONDITION MONITORING*RESULT GOOD 1/1/005 BPN TRK APU UNABLE TO START APU ACC UNIT RESET RESTARTED APU OK 1/1/005 TRK BPN APU UNABLE TO START APU ACC UNIT REPLACED 3/7/004 MES BTJ APU UNABLE TO START CHK OVER SPEED LT ILL RESET APU ALL UNIT RESTART NOT SUCCESS 3/7/004 BTJ MES APU UNABLE TO START APU ACC UNIT REPOST N RESET APU START NOT ENGAGE Dalam analisis FTA ini akan diidentifikasi modus kegagalan yang menyebabkan kegagalan fungsional APU. Untuk membentuk bagan fault tree APU, berikut ini dijelaskan alur pembentukan fault tree berdasarkan informasi yang didapat selama penelitian di GMF. Gambar 4.14 menunjukkan alur pembuatan fault tree APU. 63

29 Maintenance report, Pilot report & Unscheduled removal APU & Component APU MCC Database SNAG TLP Shop Test, Adjustment, Repair & Installation Functional Failure & Potential Failure APU GTCP85, B737/300/400/500 Functional Failure & Potential Failure APU / Component APU Confirmed Failure AMM & Trouble Shooting Manual FTA Gambar Alur pembuatan fault tree APU Penjelasan mengenai Maintenance Report, Pilot Report (PIREPS) dan Unschedule Removal, MCC dan TLP, Database SNAG, Functional Failure & Potensial Failure APU GTCP85, B /400/500, APU & Component APU, Shop dan Confirmed Failure sama dengan penjelasan pada subbab 4.1. Proses selanjutnya dijelaskan sebagai berikut. a. AMM & Troubleshooting Manual Laporan yang menyatakan confirmed failure, terjadinya kegagalan fungsional dan potensial dilakukan pemeriksaan prosedur penyelesaiannya berdasarkan AMM dan troubleshooting manual. AMM akan memberikan penjelasan lengkap mengenai sistem APU, prosedur perawatan dan penyelesaian masalah. Troubleshooting manual akan menunjukkan sintom-sintom penyelesaian masalah, yang diawali dengan penyelesaian sederhana hingga kompleks. 64

30 b. Fault Tree Analysis (FTA) Data kegagalan dikelompokkan kembali berdasarkan kegagalan fungsional APU, sistem APU dan kegagalan komponen. Penyelesaian masalah yang telah diperoleh sesuai ATA dan troubleshooting manual, diurutkan hingga membentuk bagan akar-akar kegagalan dari kegagalan fungsional APU atau bagan fault tree APU Fault Tree APU Fault tree APU disusun berdasarkan mekanisme pencapaian putaran 100% dan selama berlangsungnya putaran 100%. Data PIREPS, AML dan maintenance manual (ATA ) menunjukkan kegagalan APU dapat terjadi ketika APU melakukan starting, proses pembakaran dan pencapaian putaran 100% ataupun terjadinya kegagalan fungsional APU ketika putaran 100%. Berlandaskan penjabaran sistem APU pada Lampiran B dan alur pembuatan fault tree APU maka dihasilkan bentuk fault tree APU GTCP85 yang ditunjukkan pada Lampiran M. Dengan sederhana fault tree APU ditunjukkan pada Gambar 4.15 Gambar Fault Tree APU APU dikatakan gagal beroperasi bila APU tidak dapat menyuplai daya listrik (electrical power cannot be used) atau APU tidak dapat menyuplai bleed air (bleed air cannot be used). Kegagalan fungsional APU (APU failure) dijadikan sebagai Top Event (TE) dalam fault tree APU. Masing-masing kegagalan tersebut memiliki akar-akar penyebab kegagalan. Proses pencarian dan penentuan penyebab kegagalan dilakukan dengan 65

31 merinci proses sejak APU dinyalakan (starting), proses pembakaran dan pencapaian putaran 100% (lihat Lampiran M). Pada Gambar 4.16 ditunjukkan salah satu kasus penyebab kegagalan fungsional APU yaitu tidak terjadi pembakaran pada ruang bakar. Salah satu penyebabnya adalah sistem pengontrolan APU (controlling APU) tidak bekerja. Pada sistem pengontrolan APU terdapat komponen yaitu electronic speed switch dan APU control unit. Komponenkomponen tersebut berperan penting untuk memicu percikan api pada igniter plug di ruang bakar. Fungsi komponen electronic speed switch sebagai sensor putaran dengan memberikan input ke komponen APU control unit untuk mengendalikan sistem APU ketika: a. putaran 50% untuk pemutusan motor starter, b. putaran 95% untuk mengaktifkan load relay dan c. putaran 110% untuk mengaktifkan overspeed relay. Bila komponen electronic speed switch tidak bekerja yang disebabkan sub-komponen pin memiliki koneksi yang buruk (bad connection) maka tidak akan ada input pada APU control unit. Bila ini terjadi secara automatis APU control unit mematikan sistem APU. Begitu juga sebaliknya, bila APU control unit gagal beroperasi yang disebabkan subkomponen pin memiliki koneksi yang buruk maka dapat mematikan sistem APU. Bila penyebab kegagalan APU diurutkan, maka penyebab kegagalan merupakan bagian terkecil dari komponen (sub komponen), dimana sistem akan rusak bila salah satu atau kombinasi dari sub komponen rusak. 66

32 Top Event Event-System Fail Komponen Sub-Komponen Sub-Komponen Gambar Fault tree analysis: kegagalan fungsi APU disebabkan tidak terjadi pembakaran di ruang bakar Contoh lain dari analisis penyebab kegagalan APU ditunjukkan pada Gambar 4.17, dimana fault tree dapat membantu proses troubleshooting. Berikut ini adalah penjelasan bagaimana fault tree dapat digunakan dalam proses trouble shooting system atau untuk menyatakan suatu modus kegagalan komponen merupakan penyebab kegagalan fungsional APU (lihat Gambar 4.17) 67

33 Gambar Fault tree analysis: kegagalan fungsional APU ketika proses starting Kasus kegagalan : APU tidak bisa starting Hal ini dapat disebabkan oleh - tidak ada DC power, - ram door tidak membuka dan electrical switch membuka, - tidak ada pengontrolan APU, - starter motor rusak. Kejadian-kejadian tersebut diurutkan sesuai alur sistem. Bila starter tidak bekerja dapat dikarenakan - battery lemah: periksalah kondisi battery; Apakah tegangan kurang dari volt DC?, - actuator rotary door tidak bekerja: pastikan bahwa ram door bekerja, - fuel shut off valve tidak bekerja: pastikan bahwa fuel shut off valve membuka. - APU control unit tidak bekerja; tidak bekerjanya APU control unit dapat ditandai dengan tidak bekerjanya actuator rotary door dan fuel shut off valve ataupun tidak adanya tegangan yang masuk ke APU control unit, 68

34 - Starter motor tidak bekerja: periksa electrical connection atau starter motor. Bila tidak ada perubahan ganti starter motor Analisis kualitatif fault tree Basic event merupakan modus kegagalan dari tiap-tiap komponen yang menyebabkan kegagalan fungsi APU. Untuk mengetahui penyebab dari kegagalan fungsional APU dilakukan klasifikasi komponen basic event menggunakan metode cut set. Masingmasing kegagalan diberi kode huruf untuk mempersingkat penyebutan. - Battery (A) - Igniter (N) - Actuator rotary door (B) - Ignition exciter (O) - Fuel shut off valve (C) - Three way control valve (P) - Starter motor (D) - Oil cooler (Q) - Electronic speed switch (E) - Fan cooling (R - Tacho generator (F) - Bleed air valve (S) - APU control unit (G) - Surge valve (T) - Low oil quantity (H) - Proportional valve (U) - Oil pressure switch (I) - Air pressure regulator (V) - Oil pump (J) - ETC (W) - Fuel solenoid (K) - Generator control unit (X) - Fuel atomizer (L) - Generator (Y) - Fuel control unit (M) Berikut ini penjabaran analisis kualitatif minimal cut set fault tree dengan kasus tidak terjadinya pembakaran di ruang bakar atau no combustion (lihat Gambar 4.18 dan Tabel 4.14). Analisis minimal cut set dimulai dengan menganalisis top down pada konstruksi fault tree. Dari penjabaran fault tree no combustion tersebut maka G** H* L* N*. Pada masing-masing kode huruf memiliki penyebab kegagalan, dimana operasi (or gates) menunjukkan salah satu atau kombinasi input dari suatu kegagalan dapat menyebabkan kegagalan fungsional APU. OR gates diganti dengan input yang diletakkan secara vertikal yang mengakibatkan penambahan jumlah cut set. Operasi (and gates) menunjukkan bila seluruh kejadian terjadi maka akan menyebabkan kegagalan fungsional 69

35 Electronic speed switch fail Bad connect ion E1 Controlling APU fail APU control unit fail Reset G Bad connect ion G3 APU Unable to start No combustion Unable light up/maintain 100% High EGT Low oil quantity Spring weak J1 Leak Oil pump leak Leak shaft J Low oil pressure No oil pressure Oil pump fail Filter block J3 Shaft gear broken J4 Bad contac t K1 Electrical power cannot be used No oil pressure Seal damag e J5 Packing damage K Oil pressure not increase 4 psi, switch not close I1 Switch oil pressure fail Filter block J6 Switch oil pressure dirty I1 Fuel Solenoid valve not open Resista nce low K3 Cable put off K4 No fuel distribution Bad distribution fuel Fuel atomizer fail Heavy carboni zed L1 Coil overhe at K5 Pump perform ance low M1 Short K6 Unstable governoor M FCU Fail Stuck close K7 Gear shaft damage M3 Solenoid Short M5 Govern oor broken M4 No Ignition Bad Ignition Igniter fail Igniter Broken N1 No output voltage O1 Dirty O Oil pressure not increase 4 psi, switch not close I1 Ignition exciter fail Unidentif ied O4 Bad issolatio n O3 Gambar Fault tree : no combustion 70

36 APU. AND gates diganti dengan input yang diletakkan secara horizontal pada kolom yang berbeda mengakibatkan penambahan ukuran cut set. Hasil yang diperoleh adalah {E1 (G G3)} {H1 (J1 J J3 J4 J5 J6) I1} [{(I1 K1) (I1 K) (I1 K3) I1 K4) (I1 K5) (I1 K6) (I1 K7)} (I1 L1) {(I1 M1) (I1 M) (I1 M3) (I1 M4) (I1 M5)}] [(I1 N1) {(I1 O1) (I1 O) (I1 O3) (I1 O4)}] Tabel Analisis kualitatif fault tree: no combustion STEPS COMPONENT ELECTRONIC SPEED E1 E1 E1 SWITCH G** G G G APU CONTROL UNIT G3 G3 NO COMBUSTION H* H1 H1 H1 LOW OIL QUANTITY J L* I1, L** N* I1, N** J1 J J3 J4 J5 J6 J1 J J3 J4 J5 J6 I I1 I1 I1, K I1, K1 I1, K I1, K3 I1, K4 I1, K5 I1, K6 I1, K7 I1, L I1, L1 I1, M I1, M1 I1, M I1, M3 I1, M4 I1, M5 I1, N1 I1, N1 I1, O I1, O1 I1, O I1, O3 I1, O4 OIL PUMP SWITCH OIL PRESSURE SWITCH OIL PRESSURE, FUEL SOLENOID SWITCH OIL PRESSURE, FUEL ATOMIZER SWITCH OIL PRESSURE, FCU FAIL SWITCH OIL PRESSURE, IGNITER SWITCH OIL PRESSURE, IGNITION EXCITER 71

37 Hasil tersebut merupakan rangkaian penyebab kegagalan fungsional yang disebabkan oleh kegagalan sub-komponen. Namun kegagalan sub-komponen mengindikasikan kegagalan komponen, sehingga hasil yang diperoleh dikelompokkan kembali menurut pengkodean kegagalan komponen. (E G) (H J I) {(I K) (I L) (I M)} {(I N) (I O)} dimana I (I N) (I O) = I I = I I I dan I {(I K) (I L) (I M)} = I I I = I Persamaan di atas berarti peluang kegagalan oil pressure switch (I) lebih menentukan untuk terbentuknya top event (tidak terjadinya pembakaran) daripada peluang kegagalan fuel solenoid (K), fuel atomizer (L), fuel control unit (M), igniter (N) dan ignition exciter (O). Hasil minimal cut set yang diperoleh adalah (E G) (H J I) Hasil analisis kualitatif dilampirkan pada Lampiran N. Kegagalan fungsional APU tersebut disebabkan tidak adanya pembakaran pada ruang bakar karena kerusakan oil pressure switch (I). Jika hasil analisis kualitatif dibentuk menjadi fault tree analysis maka akan berbentuk seperti yang ditampilkan pada Lampiran O. Apabila dilakukan cut set terhadap jenis-jenis kegagalan, maka basic event yang menyebabkan munculnya top event atau kegagalan fungsi APU adalah - Battery (A) - Actuator rotary door (B) - Fuel shut off valve (C) - Starter motor (D) - Electronic speed switch (E) - Tacho generator (F) - APU control unit (G) - Low oil quantity (H) - Oil pressure switch (I) - Oil pump (J) 7

38 - Fuel solenoid (K) - Fuel atomizer (L) - Fuel control unit (M) - Three way control valve (P) - Oil cooler (Q) - Fan cooling (R) - Bleed air valve (S) - Surge valve (T) - Proportional valve (U) - Air pressure regulator (V) - ETC (W) - Generator control unit (X) - Generator (Y) Masing-masing kegagalan diberi kode huruf untuk mempersingkat penyebutan. Perumusan hasil cut set kegagalan fungsi APU adalah A B C D E F G H I J K L M P Q R S T U V W X Y. Artinya adalah kegagalan tersebut mungkin terjadi, dimana kombinasi dari beberapa kegagalan komponen atau salah satu dari kegagalan komponen dapat menimbulkan kegagalan fungsi APU Analisis kuantitatif fault tree Dalam analisis kuantitatif fault tree APU GTCP-85 dihitung nilai peluang terjadi top event dan mengurutkan peluang kegagalan terbesar hingga terkecil komponen yang mengakibatkan kegagalan fungsional APU GTCP 85. Nilai ketidakandalan pada top event tergantung pada kegagalan fungsional yang terjadi (lihat Gambar 4.15) yaitu a. Electrical power tidak dapat digunakan b. Bleed air tidak dapat digunakan Berikut ini penjabaran analisis kuantitatif fault tree APU GTCP85 (lihat juga Lampiran O). Electrical power dan bleed air tidak dapat digunakan dapat disebabkan oleh; i. APU tidak dapat di start (APU unable to start) ii. tidak ada pembakaran di ruang bakar (no combustion) 73

39 iii. tidak dapat dinyalakan atau tidak dapat mempertahankan putaran 100% (unable to light/maintain 100%) iv. exhaust gas temperatur berlebihan (High EGT). Masing-masing kejadian tersebut memiliki probabilitas, yang ditentukan dengan minimum cut set (perhatikan proses cut set pada tabel Lampiran N). Hasil akhir cut set diperoleh dengan memasukkan nilai keandalan yang tertera pada Tabel 4.9 pada persamaan di bawah ini m P{TE} = P C ) i= 1 m 1 m 1 ( i P( C i C j )+ i= 1 j = i+ 1 m m m i= 1 j = i+ 1k = j + 1 P (C i C j C k ) (-1) m-1 P(C i C j C k... C m ) Untuk nilai keandalan komponen battery (A), low oil quantity (H), fuel solenoid (K), fuel atomizer (L), three way control valve (P), proportional valve (U), generator control unit (X) dan generator (Y) diasumsikan memiliki keandalan sama dengan 0. Peluang terjadinya electrical power tidak dapat digunakan, untuk tiap sub-te, adalah i. APU unable to start : {A}, {B}, {C}, {D}, {E}, {F}, {G} A + B + C + D + E + F + G A (B+C+D+E+F+G) B (C+D+E+F+G) C (D+E+F+G) D (E+F+G) E (F+G) FG + ABC +ABD + ABE + ABF + ABG + ACD +ACE + ACF + ACG ABCDEFG = ii. No combustion : {E}, {G}, {H}, {I}, {J) = iii. Unable to light/maintain 100% : {D}, {L}, {P}, {M}, {Q}, {R}, {E}, {F}, {G}, {X}, {Y} = iv. High EGT : {L}, {M}, {S}, {T}, {U}, {V}, {W} = Apabila hasil nilai ketidakandalan F(t) diurutkan dari kecil hingga terbesar maka kegagalan APU yang diakibatkan APU unable to start merupakan penyebab kegagalan yang paling dominan. 74

40 Peluang terjadinya bleed air tidak dapat digunakan, untuk tiap sub-te sama dengan sub-te electrical power tidak dapat digunakan kecuali sub-te unable to light/maintain 100%, karena kegagalan bleed air valve (S), proportional valve (U), ETC (W) dan air pressure regulator (V) mempengaruhi pengaturan besar kecilnya bleed air. [ref 4] Nilai sub-te unable to light/maintain 100% adalah {D}, {L}, {P}, {M}, {Q}, {R}, {E}, {F}, {G}, {S}. {W}. {U}, {V} = 0,8785 Untuk mengetahui nilai keandalan APU dari rangkaian fault tree maka dihitung nilai minimal cut set dari nilai-nilai keandalan yang terjadi tiap-tiap kejadian. P (APU unable to start) = 0,966, P (no combustion) = 0,8730, P(unable to light up/maintain 100%) = 0,7336 dan 0,8785, P(high EGT ) = 0,7330 maka nilai ketidakandalan APU dengan metode minimal cut set adalah (lihat Gambar 4.19) Gambar Fault tree APU Masing-masing kegagalan diberi kode huruf untuk mempersingkat penyebutan. P (APU unable to start) = A1, P (no combustion) = B1, P(unable to light up/maintain 100%) = C1, P(high EGT ) = D1. P (Top Event APU Fail) = A1 + B1 + C1 + D1 A1 (B1 + C1 + D1) B1 (C1 + D1) C1 D1 + A1 B1 C1 + A1 B1 D1 + A1 C1 D1 + B1 C1 D1 A1 B1 C1 D1 = 3,66,167 1,80 0, , , , ,469 0,434 = Nilai ketidakandalan APU ini menunjukkan APU sering mengalami kegagalan di tiap-tiap pengoperasian. 75