OPTIMASI PREVENTIVE MAINTENANCE DENGAN PSO (PARTICLE SWARM OPTIMIZATION) PADA SEMI LEAN SOLUTION PUMP 107-JC DI PABRIK I PT.

Transkripsi

1 OPTIMASI PREVENTIVE MAINTENANCE DENGAN PSO (PARTICLE SWARM OPTIMIZATION) PADA SEMI LEAN SOLUTION PUMP 107-JC DI PABRIK I PT. PETROKIMIA GRESIK Oleh : Widdhi Purwo Pudyastuti Pembimbing : Ir. Ya umar, MT. Dr. Bambang Lelono W., ST., MT. Seminar Tugas Akhir

2 Content 1 Pendahuluan 2 Tinjauan Pustaka 3 Metodologi 4 Hasil dan Pembahasan 5 Kesimpulan dan Saran

3 ... LATAR BELAKANG Pompa 107-JC dalam proses pemurnian gas syntesa (CO 2 Removal) Permasalahan pada pompa (penurunan Reliability) Dampak permasalahan pada pompa Optimasi Penjadwalan PM dengan PSO Source : Bagian Mesin - Biro Rancang Bangun PT. Petrokimia Gresik

4 ... BATASAN MASALAH Data maintenance yang digunakan pada Semi Lean Solution Pump 107-JC ini adalah data selama 4 tahun dari tahun 2010 sampai tahun Komponen yang dioptimasi adalah komponen dengan intensitas lebih dari 4 kali kerusakan. Optimasi PM dilakukan pada masing-masing komponen dengan penjadwalan secara serentak pada sistem agar biaya dapat diminimalisasi. Perbedaan penggunaan pompa untuk kapasitas produksi tiap proses produksi diabaikan.

5 ... TUJUAN Tujuan dari tugas akhir ini adalah Mendapatkan penjadwalan preventive maintenance yang tepat. Mendapatkan biaya perawatan yang seminimal mungkin sesuai hasil penjadwalan preventive maintenance.

6 Content 1 Pendahuluan 2 Tinjauan Pustaka 3 Metodologi 4 Hasil dan Pembahasan 5 Kesimpulan dan Saran

7 POMPA SENTRIFUGAL Pompa sentrifugal Semi Lean Solution Pump 107-JC yang berfungsi untuk memindahkan larutan benfield pada tahap pemurnian gas sintesa proses pembentukan ammonia. Proses pemurnian gas sintesa terdiri dari 2 tahap, yaitu CO 2 Removal dan methanasi. Oleh karena gas CO 2 yang tidak diperlukan untuk proses pembentukan ammonia, maka penghilangan gas CO 2 dilakukan dengan cara absorbsi gas CO 2 oleh media K 2 CO 3 (larutan benfield).

8 PREVENTIVE MAINTENANCE Maintenance atau perawatan adalah kegiatan yang bertujuan untuk menjamin fungsi komponen atau sistem agar dapat berjalan sesuai kondisi standar atau kondisi yang diharapkan. Perawatan Planned Maintenance Unplanned Maintenance Preventive Maintenance Predictive Maintenance Emergency Maintenance Corrective Maintenance

9 PREVENTIVE MAINTENANCE Aktivitas CM (Corrective Maintenance) dikategorikan ke dalam minimal repair (1C) dan corrective replacement (2C). Aktivitas preventive maintenance terdiri dari simple preventive maintenance (1P) dan preventive replacement (2P).

10 METODE EMPIRIS Apabila diperoleh data kerusakan berupa TTF (Time to Failure) dari suatu komponen, maka reliability dan failure rate setiap waktu kerusakan dapat diperoleh dari Persamaan (1) dan Persamaan (2). R t i = 1 i = n+1 i n+1 n+1 λ t = t i+1 t i 1 n+1 i (1) untuk t i < t < t i+1 (2) Keterangan : R t i : reliability pada TTF ke-i n : jumlah kerusakan λ(t) : failure rate pada TTF ke-i t i : nilai TTF ke-i

11 DYNAMIC RELIABILITY Dynamic reliability suatu sistem tanpa preventive maintenance dapat direpresentasikan dalam Persamaan (3). R t = R 0 A 0 +A 1 R 0 A 1 R 0 +A 0 e A 0+A1R0 t (3) Apabila dalam suatu sistem dilakukan preventive maintenance, maka Persamaan (3) diubah dalam Persamaan (4). R t nt = R 0 A 0 +A 1 R 0 A 1 R 0 +A 0 e A 0+A1R0 (t nt) (4)

12 BIAYA TOTAL MAINTENANCE Biaya total maintenance dapat dianalisa melalui tiga faktor, yaitu downtime, man power, dan biaya komponen pengganti jika harus diganti. Sehingga, biaya total maintenance dapat dirumuskan pada Persamaan (5). C TM = C c + C d + TTR C m (5) Dengan C TM : Cost total Maintenance C c : Cost komponen pengganti C d : Cost downtime C m : Cost tenaga pelaksana (man power) TTR : time to repair (hours)

13 Content 1 Pendahuluan 2 Tinjauan Pustaka 3 Metodologi 4 Hasil dan Pembahasan 5 Kesimpulan dan Saran

14 METODOLOGI

15 METODOLOGI No Jenis Komponen Jumlah Kerusakan 1 Mechanical Seal 14 2 Rotor 9 3 Throttle Bushing 8 4 Journal Bearing 8 5 O-Ring 8 6 Wearing Chasing 6 7 Thrust Bearing 6 8 Shaft Sleeve 5 9 Wearing Impeller 2 10 Gasket Line Flushing 1 Pengambilan data maintenance pada Semi Lean Solution Pump 107-JA yaitu selama 4 tahun mulai awal bulan Januari 2010 hingga akhir bulan Desember Data tersebut kemudian dikelompokkan berdasar jumlah kerusakan masing-masing komponen.

16 METODOLOGI Dengan tujuan memaksimalkan nilai reliability sistem dan meminimalkan total biaya maintenance, pemodelan fungsi obyektif dapat dirumuskan hasil pengurangan reliability sistem terhadap fraksi total cost maintenance sistem. f objective = R c t C TM C max (6) Dengan R c t adalah reliability tiap komponen, C TM adalah total cost maintenance tiap komponen, dan C max adalah maksimal cost maintenance dalam sistem.

17 Content 1 Pendahuluan 2 Tinjauan Pustaka 3 Metodologi 4 Hasil dan Pembahasan 5 Kesimpulan dan Saran

18 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Dari hasil perhitungan TTF masing-masing komponen, data TTF diurutkan terlebih dahulu dari yang terkecil hingga terbesar, kemudian dihitung niali R t i dan λ(t) dengan metode empiris. Nilai R t i dan λ t dihitungan dari persamaan : R t i = 1 i n + 1 i = n + 1 n + 1 λ t = t i+1 t i 1 n+1 i untuk t i < t < t i+1

19 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Rotor i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 Rotor 0 1,000 0, ,17 0,889 0, ,25 0,778 0, ,75 0,667 0, ,50 0,556 0, ,12 0,444 0, ,28 0,333 0, ,87 0,222 0, ,83 0, Rotor Time (Hours)

20 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Wearing Chasing i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,000 0, Wearing 3207,12 Chasing 0,833 0, ,28 0,667 0, ,08 0,500 0, ,08 0,333 0, ,82 0, Wearing Chasing Time (Hours)

21 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Throttle Bushing i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,000 0, Throttle Bushing ,25 0,875 0, ,75 0,750 0, ,12 0,625 0, ,28 0,500 0, ,88 0,375 0, ,73 0,250 0, ,83 0, Throttle Bushing Time (Hours)

22 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Journal Bearing i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,000 0, Journal 1869,13 Bearing 0,875 0, ,75 0,750 0, ,58 0,625 0, ,65 0,500 0, ,17 0,375 0, ,00 0,250 0, ,13 0, Journal Bearing Time (Hours)

23 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Thrust Bearing i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,000 0, Thrust Bearing 1 765,58 0,833 0, ,13 0,667 0, ,03 0,500 0, ,25 0,333 0, ,13 0, Thrust Bearing Time (Hours)

24 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Mechanical Seal i TTF R(t i ) λ(t) 0 0,00 1,000 0, Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 1 20,32 0,929 0, ,00 Mechanical 0,857 Seal 0, ,17 0,786 0, ,60 0,714 0, ,13 0,643 0, ,47 0,571 0, ,02 0,500 0, ,08 0,429 0, ,32 0,357 0, ,15 0,286 0, ,43 0,214 0, ,37 0,143 0, , , Mechanical Seal Time (Hours)

25 Perhitungan Reliability dan Failure Rate O-Ring i TTF R(t i ) λ(t) 0 0 1,000 0, ,183 O-Ring 0,875 0, Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,717 0,750 0, ,583 0,625 0, ,583 0,500 0, ,483 0,375 0, ,417 0,250 0, ,633 0, O-Ring Time (Hours)

26 Perhitungan Reliability dan Failure Rate Shaft Sleeve i TTF R(t i ) λ(t) Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, ,000 0, ,02 Shaft Sleeve 0,800 0, ,22 0,600 0, ,23 0,400 0, ,50 0, Shaft Sleeve Time (Hours)

27 Optimasi Preventive Maintenance dengan PSO (Particle Swarm Optimization) Pada berikut merupakan grafik reliability actual tiap komponen pompa yang dihitung dengan dynamic reliability. Oleh sebab pada semua komponen pompa ini tidak dilakukan preventive maintenance secara berkala, maka dampaknya nilai reliability aktual selalu menurun seiring berjalannya waktu. Reliability 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0, Time (Hours) Rotor Wearing Chasing Throttle Bushing Journal Bearing Thrust Bearing Mechanical Seal O-Ring Shaft Sleeve

28 Optimasi Preventive Maintenance Plot Waktu Preventive Maintenance Nilai Fungsi Objective Iterasi ke-

29 Interval 110 Jam untuk Penjadwalan Preventive Maintenance Penjadwalan preventive maintenance yang tepat untuk pompa 107-JC adalah selama rentang waktu 110 jam. Hal ini dilakukan secara berkala untuk rentang waktu terebut untuk menjamin reliability pompa agar selalu terjaga secara maksimal untuk proses produksi. Waktu ke- (Jam) Komponen A B C D E F G H

30 Penjadwalan Preventive Maintenance Setelah dilakukan optimasi preventive maintenance selama 110 jam, didapat nilai reliability baru sebesar 0,947 yang sebelumnya memiliki nilai reliability terendah 0,653. Sebagai hasil plotting dari nilai reliability sistem secara aktual, ditunjukkan pada garis berwarna hijau. Reliability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, PM No PM Time (Hours)

31 Total Biaya Maintenance Waktu ke- (Jam) Biaya Perawatan (Rp) Total

32 Total Biaya Maintenance Sesuai biaya simple repair dan harga penggantian komponen pada lampiran, sehingga didapat biaya total maintenance untuk rentang waktui 110 jam selama 1430 jam atau selama kurang lebih 2 bulan. Dari tiap interval ini, didapat total biaya selama 1430 jam atau 2 bulan. Dari hasil optimasi selama rentang waktu 1430 jam, didapat biaya maintenance sebesar Rp ,00 atau US$2.115,95. Total biaya ini dapat menghemat biaya maintenance seperti yang dilakukan perusahaan selama ini. Aktivitas maintenance ketika pompa mengalami overhaul atau breakdown, sering dilakukannya penggantian komponen mechanical seal yang memiliki harga termahal untuk komponen pompa. Sehingga dapat dipastikan total biaya maintenance yang dibutuhkan untuk interval 110 jam jauh lebih hemat dari total biaya maintenance tanpa preventive maintenance.

33 Content 1 Pendahuluan 2 Tinjauan Pustaka 3 Metodologi 4 5 Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran

34 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: Optimasi preventive maintenance menggunakan metode PSO (Particle Swarm Optimization) menghasilkan penjadwalan preventive maintenance secara sistem pompa untuk interval 110 jam. Optimasi preventive maintenance yang dilakukan pada pompa 107-JC dengan interval 110 jam, menghasilkan nilai reliability kritis yaitu 0,653. Dimana selama rentang waktu 1430 jam, kegiatan preventive maintenance yang dilakukan mampu menjaga nilai reliability antara 0,6 sampai 1. Selama rentang waktu 1430 jam, hasil optimasi membutuhkan biaya total maintenance sebesar Rp ,00

35 Kesimpulan dan Saran Saran Dalam penelitian selanjutnya, diharapkan dapat dilakukan optimasi pada sistem pompa yang sama dengan metode yang berbeda. Selain itu, dapat mempertimbangkan kapasitas proses produksi ketika sebelum dilakukan maintenance dengan setelah dilakukan maintenance. Penjadwalan predictive maintenance pada pompa ini juga dapat dicari untuk lebih meminimalisasi cost maintenance.

36 TERIMA KASIH Seminar Tugas Akhir