PERANCANGAN KEBIJAKAN PERAWATAN DAN PENENTUAN PERSEDIAAN SPARE PART di Sub Sistem Evaporasi Pabrik Urea Kaltim-3 PT Pupuk Kalimantan Timur

Transkripsi

1 PERANCANGAN KEBIJAKAN PERAWATAN DAN PENENTUAN PERSEDIAAN SPARE PART di Sub Sistem Evaporasi Pabrik Urea Kaltim-3 PT Pupuk Kalimantan Timur WENY YULIANA SARI Dosen Pembimbing: Yudha Prasetyawan S.T., M.Eng. JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012

2 PENDAHULUAN

3 Latar Belakang PABRIK UREA KALTIM-3 Urea: 2,98 juta ton Kontribusi Produksi: 19,13 % Sistem produksi berjalan dengan baik dan dalam keadaan handal. Production rate turun 38% (=3,015 miliar rupiah/hari) PROSES EVAPORASI Untuk meningkatkan konsentrasi larutan urea 75% hingga menjadi larutan urea dengan konsentrasi 99,8%

4 Latar Belakang AKTIVITAS PERAWATAN EKSISTING PREVENTIVE MAINTENANCE Pengalaman lapangan Data vendor Turn Around (2 tahun sekali) Over maintenance Reliability Centered Maintenance II INTERVAL WAKTU PERAWATAN Tidak memperhatikan penurunan keandalan Penjadwalan kegiatan perawatan untuk sistem yang mengalami penurunan keandalan PERSEDIAAN SPARE PART Belum menggunakan analisis kuantitas Waktu pemesanan sesuai lead time

5 Perumusan Masalah OVER & UNDER MAINTENANCE + PERSEDIAAN SPARE PART EKSISTING EKSPEKTASI PERUSAHAAN BIAYA KECIL BIAYA BESAR Bagaimana cara mendapatkan kebijakan perawatan yang tepat dengan menggunakan metode RCM II beserta interval waktu perawatan yang optimal serta nilai persediaan spare part.

6 Ruang Lingkup Penelitian Batasan Penelitian dilakukan di sub sistem evaporasi Pabrik Urea Kaltim-3 PT Pupuk Kalimantan Timur Analisa kinerja motor pompa dilakukan terpisah Asumsi Pengiriman spare part tidak ada keterlambatan

7 Tujuan Penelitian 1 Untuk menentukan fungsi sub sistem evaporasi, baik fungsi primer dan fungsi sekunder, beserta kegagalan masing-masing fungsi tersebut. 2 Untuk menentukan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) dari sub sistem evaporasi. 3 Untuk menentukan kebijakan perawatan yang tepat dengan menggunakan diagram RCM II beserta interval waktu perawatan berdasarkan kebijakan perawatan yang telah ditetapkan 4 Untuk melakukan validasi terhadap interval waktu perawatan yang dihasilkan. 5 Untuk melakukan analisis sensitivitas terhadap variabel pada perhitungan yang ditentukan secara subyektif. 6 Untuk menentukan persediaan spare part dengan waktu pemesanan yang tepat pada aktivitas perawatan yang memerlukan penggantian komponen

8 Manfaat Penelitian Mengurangi biaya perawatan dan biaya persediaan spare part yang harus dikeluarkan di Pabrik Urea Kaltim-3.

9 TINJAUAN PUSTAKA

10 Reliability Centered Maintenance II 7 Pertanyaan Utama Fungsi? Kegagalan Fungsi? Modus kegagalan? Efek kegagalan? Pengaruh kegagalan? Tindakan? Jika tidak ditemukan tindakan proaktif?

11 Reliability Centered Maintenance II Proposed Task (Aktivitas Perawatan) Proactive task: pekerjaan yang dilakukan sebelum terjadinya kegagalan. Scheduled restoration task Kegiatan Scheduled untuk discard mengembalikan task kemampuan asal dari suatu komponen kegiatan untuk mengganti komponen Scheduled pada batas on-condition umur yang telah task kegiatan pengecekan ditentukan kegagalan potensial Default action: aktivitas yang dilakukan pada saat peralatan sudah masuk ke dalam keadaan gagal. Failure-finding Redesign memeriksa fungsi tersembunyi untuk modifikasi mengetahui terhadap apakah fungsi peralatan sudah atau gagal No scheduled maintenance prosedur kerja tidak melakukan apapun untuk antisipasi kegagalan

12 Perhitungan Interval Waktu Perawatan On-condition Task Interval waktu perawatan : setengah dari interval P-F. Interval P-F : Interval antara terjadinya potential failure dan kondisi kegagalan functional equipment (Moubray, 1997) Riset Pendekatan Rasional

13 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled restoration task IMPERFECT MAINTENANCE Hybrid Model: - Model peningkatan failure rate - Model penurunan umur

14 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled discard task Interval waktu perawatan : setengah dari MTTF. Failure-finding Task Interval waktu perawatan : FFI = 2 x U tive x M tive Keterangan: FFI : failure finding interval U tive : unavailability yang dikehendaki dari protective device M tive : MTBF dari protective device

15 Perhitungan Kebutuhan Persediaan Spare Part Perhitungan Kebutuhan Persediaan Spare Part Waktu pemesanan = waktu penggunaan lead time

16 Review Penelitian Sebelumnya No Pengarang Tahun Metode Perancangan Imperfect RCM II RCS SMED APT Maintenance Inventory Spare Part FMEA Maintenance Task Hasil Penelitian Interval Maintenance 1 Dian Ariesawati Ibnu Hazmin N Dewi Novita 3 Mayangsari Bambang Sarwoko 2005 Xiaojun Zhou, 5 dkk Weny Yuliana Sari 2012 Waktu Pemesanan

17 METODOLOGI PENELITIAN

18 Identifikasi dan Perumusan Masalah Studi Literatur Observasi Lapangan Metodologi Penelitian Penentuan Ruang Lingkup Sistem Amatan System Breakdown Fungsi Utama Boundary System Pengumpulan dan Pengolahan Data Functional Block Diagram (FBD) Pendefinisian Fungsi dan Kegagalan Fungsi Pendefinisian FMEA Penentuan Kebijakan Perawatan Perhitungan Interval Waktu Perawatan Validasi Analisis Sensitivitas Inventory Spare Part A

19 Metodologi Penelitian A Analisis dan Interpretasi Data Kesimpulan dan Saran

20 PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA

21 Penentuan Ruang Lingkup Sistem Amatan System Breakdown Pabrik Kaltim-3 Untuk memproduksi pupuk urea Level 0 Pabrik Ammonia Kaltim-3 Untuk menghasilkan ammonia cair Pabrik Urea Kaltim-3 Untuk menghasilkam pupuk urea Pabrik Utilitas Kaltim-3 Untuk mengelola air, steam, udara, listrik Level 1 Level 2 Sintesis Urea Sebagai tempat reaksi pembentukan urea Resirkulasi Untuk resirkulasi reaktan yang belum bereaksi di dalam reaktor sintesis urea dan tidak terambil pada HP Stripper. Waste Water Treatment Untuk mengolah ammonia water menjadi karbamat solution dan air buangan Evaporasi Untuk mengubah konsentrasi larutan urea 75 % menjadi 99,8 % Prilling Untuk mengubah urea melt ke bentuk prill

22 Penentuan Ruang Lingkup Sistem Amatan Fungsi Utama Larutan Urea 75% Steam Untuk meningkatkan konsentrasi larutan urea dari konsentrasi 75% menjadi 99,8% Larutan Urea 99,8%; T= 140 C; P= -0,99 kg/cm² G Uap

23 Penentuan Ruang Lingkup Sistem Amatan Boundary System Larutan Urea 75% 1. Urea Solution Pump (2-P-303 A/B) 2. 1 st stage evaporator (2-E-401 A/B) 3. Separator 1 st stage evaporator (2-S-401) 4. 2 nd stage evaporator (2-E-402) 5. Separator 2 nd stage evaporator (2-S-402) 6. Urea melt pump (2-P-401 A/B) Larutan Urea 99,8%

24 Pengolahan Data Functional Block Diagram (Lampiran 3) Untuk mengondensasikan uap Untuk mengondensasikan dan mengalirkan uap ke Proses Condesat Tank Untuk memfakumkan atau menurunkan tekanan dari evaporator Menurunkan tekanan dalam urea sehingga air dan amonia menjadi uap Larutan urea 75% Untuk memompakan larutan Urea V Larutan urea 95% T=135 0 C Larutan urea Untuk P = 0,34 kg/cm 2 75% abs Untuk menaikkan memisahkan konsentrasi cairan dan uap larutan urea I Untuk menaikkan konsentrasi larutan Urea Larutan urea 99,8% T=140 0 C P = 0,034 kg/cm 2 abs v Untuk memisahkan cairan dan uap I LP Steam 3,2 K LP Steam 8 K Untuk memompakan Urea melt Larutan Urea 99,8% Menuju proses prilling

25 Pengolahan Data Fungsi, Kegagalan Fungsi, dan FMEA (Lampiran 4) Function Untuk meningkatkan konsentrasi larutan urea 75% hingga menjadi larutan urea dengan konsentrasi 99,8% Functional Failure Tidak dapat meningkatkan konsentrasi larutan urea hingga menjadi 99,8% Failure Mode Failure Effect Bukti Cara Perbaikan Tube 2-E-401 A/B bocor / buntu karena tekanan steam tinggi Tekanan steam yang tinggi dapat menyebabkan penipisan tube dan jika dibiarkan tube akan bocor. Jika tube 2-E-401 A/B bocor, maka larutan urea akan bercampur dengan air yang berasal dari shell. Hal ini menyebabkan konsentrasi larutan urea di evaporasi tahap 1 tidak dapat mencapai 95 % dan larutan urea menjadi lebih encer. Hal ini akan memberatkan tugas dari evaporator tahap 2. Selain itu, air steam juga tercemar karena tercampur dengan urea. Indikasi bahwa konsentrasi belum tercapai dapat diketahui dari temperatur larutan urea outlet 2-S-401 yang berada di bawah 125 C dan alarm suhu berbunyi. Perbaikan dapat dilakukan dengan cara tube diberi plug atau langsung diganti dengan tube yang baru. Untuk mencari tube yang bocor dan memperbaiki tube yang bocor, diperlukan shut down sub sistem evaporasi. Waktu yang diperlukan untuk perbaikan adalah 3 hari. Dampak

26 Pengolahan Data Kategori Failure Mode

27 Pengolahan Data Kategori Indikasi Kegagalan Failure Effect

28 Pengolahan Data Kebijakan Perawatan (Lampiran 6) INFORMATION CONS EQUENCE H1 H2 H3 DEFAULT REFERENCE EVALUATION TASKS S1 S2 S3 F FF FM H S E O O1 O2 O3 N1 N2 N3 H4 H5 H6 1 A 1 Y N N Y Y PROPOSED TASK On-condition task

29 Kategori Konsekuensi Pengolahan Data

30 Pengolahan Data Kategori Kebijakan Perawatan

31 Perhitungan Interval Waktu Perawatan On condition task No. Komponen P-F interval (tahun) 1 Tube 2-E Dasar Pertimbangan Departemen Inspeksi Teknik Interval Waktu (tahun) 2 (1xTA) Setengah interval P- F

32 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Discard Task Nama Komponen Distribusi Parameter Gasket tube 2-E- 401 A/B Lognormal μ σ MTTF (hari) Nama Komponen Gasket tube 2-E- 401 A/B MTTF MTTF/2 (tahun) Interval Waktu (tahun) tahun (4 x TA)

33 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Restoration Task Nama Komponen Bearing 2- P-303 A Distribusi Parameter λ γ μ σ Lognormal Nama Komponen h(t) Bearing 2-P-303 A h t = t 2π e 1 2.(2.33) 2 ln t φ ln t

34 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Sulit Diintegralkan

35 Perhitungan Interval Waktu Perawatan

36 Perhitungan Interval Waktu Perawatan

37 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Restoration Task Rekap perhitungan T i untuk iϵ(1,6) dan Rϵ(0.5,0.38) R/Ti/i

38 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Restoration Task Perhitungan C er (ekspektasi biaya per satuan waktu) N (jumlah siklus) =1 τ p (durasi)= 1 jam C up (ekspektasi biaya untuk unscheduled PM) = biaya kehilangan produksi (30%) selama τ p = 1725 x 1000 x Rp 4.600,- x 1/24 x 30% = Rp ,- C sp (ekspektasi biaya untuk scheduled PM) = harga part + biaya tenaga kerja = Rp ,- + (1 x Rp ,-/jam x 1 jam) + (2 x Rp ,-/jam x 1 jam) = Rp ,- Cost r (biaya replacement tambahan) = Rp ,-

39 Perhitungan Interval Waktu Perawatan

40 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Restoration Task Rekap perhitungan C Er untuk iϵ(1,6) dan Rϵ(0.5,0.38) R/Cer/N E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+11

41 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Scheduled Restoration Task Hasil: Siklus dan keandalan yang menghasilkan nilai C Er minimum adalah N=1 dan R= 0,39 Interval waktu perawatan pada saat N=1 dan R= 0,39 adalah 2482,913 hari.

42 Perhitungan Interval Waktu Perawatan Failure Finding Task No. Nama Komponen Utive MTBF FFI Hasil (tahun) (tahun) Penyesuaian TA 1 By pass PV (8 x TA) 2 By pass PV (8 x TA) 3 By pass PV (8 x TA) Bearing pompa 2-P- 401 stand by (2 x TA) Shaft pompa 2-P-401 stand by (2 x TA) Impeller pompa 2-P- 401 stand by (2 x TA)

43 Pengolahan Data Validasi Interval Waktu Perawatan Biaya Perawatan Eksisting Hasil Perhitungan Hasil Penyesuaian Hasil: Interval waktu perawatan yang digunakan adalah hasil penyesuaian dengan TA, kecuali Bearing 2-P-303 A, Mechanical seal 2-P-303 A, dan Bearing 2-P-401 A

44 Analisis Sensitivitas Pengolahan Data Untuk variabel yang ditentukan secara subyektif oleh operator: 1. Faktor yang menyebabkan berkurangnya umur komponen (a) pada perhitungan interval waktu perawatan untuk komponen scheduled restoration task. 2. Faktor yang meningkatkan failure rate (b) pada perhitungan interval waktu perawatan untuk komponen scheduled restoration task. 3. Additional replacement cost (Cost r ) pada perhitungan interval waktu perawatan untuk komponen scheduled restoration task. 4. Unavailability yang dikehendaki dari protective device (U tive ) pada perhitungan interval waktu perawatan untuk komponen failurefinding task.

45 Persediaan Spare Part Pengolahan Data List komponen yang memerlukan penggantian Definisikan jumlah penggunaan Waktu pemesanan komponen

46 Grafik GASKET TUBE 2-E-401A/B = WAKTU PERAWATAN: 8 TAHUN = WAKTU PEMESANAN : 5 HARI SEBELUM PERAWATAN

47 KESIMPULAN DAN SARAN

48 Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Fungsi utama dari sub sistem evaporasi adalah untuk meningkatkan konsentrasi larutan urea dari 75% hingga menjadi 99,8%. Sedangkan fungsi sekunder dan kegagalan fungsinya terlampir pada Lampiran 4. FUNCTION 1 Untuk meningkatkan konsentrasi larutan urea 75% hingga menjadi larutan urea dengan konsentrasi 99,8% A FUNCTIONAL FAILURE Tidak dapat meningkatkan konsentrasi larutan urea hingga menjadi 99,8%

49 Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk sub sistem evaporasi terlampir pada Lampiran 4. FMEA ini kemudian akan dijadikan dasar dalam menentukan kebijakan perawatan. FAILURE MODE FAILURE EFFECT 1 Tube 2-E-401 A/B bocor / buntu karena tekanan steam tinggi Tekanan steam yang tinggi dapat menyebabkan penipisan tube dan jika dibiarkan tube akan bocor. Jika tube 2-E-401 A/B bocor, maka larutan urea akan bercampur dengan air yang berasal dari shell. Hal ini menyebabkan konsentrasi larutan urea di evaporasi tahap 1 tidak dapat mencapai 95 % dan larutan urea menjadi lebih encer. Hal ini akan memberatkan tugas dari evaporator tahap 2. Selain itu, air steam juga tercemar karena tercampur dengan urea. Indikasi bahwa konsentrasi belum tercapai dapat diketahui dari temperatur larutan urea outlet 2-S-401 yang berada di bawah 125 C dan alarm suhu berbunyi. Perbaikan dapat dilakukan dengan cara tube diberi plug atau langsung diganti dengan tube yang baru. Untuk mencari tube yang bocor dan memperbaiki tube yang bocor, diperlukan shut down sub sistem evaporasi. Waktu yang diperlukan untuk perbaikan adalah 3 hari.

50 Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Kebijakan perawatan dan interval waktu perawatan yang dihasilkan terlampir pada Lampiran 6. Interval waktu perawatan dihitung berdasarkan kebijakan perawatan yang digunakan. INFORMATION CONSEQUENCE H1 H2 H3 DEFAULT REFERENCE EVALUATION S1 S2 S3 TASKS PROPOSED TASK F FF FM H S E O O1 O2 O3 H4 H5 H6 N1 N2 N3 1 A 1 Y N N Y Y On-condition task - Pengecekan dan pengukuran ketebalan tube - Chemical cleaning - Penutupan tube yang bocor atau ganti tube INITIAL INTERVAL (YEAR) CAN BE DONE BY 2 Istek

51 Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Interval waktu perawatan yang digunakan sebagian besar merupakan interval waktu perawatan hasil penyesuaian dengan TA. Akan tetapi terdapat 3 komponen yang interval perawatannya dihasilkan dari hasil perhitungan, yaitu bearing 2-P-303 A, mechanical seal 2-P-303 A, dan bearing 2-P-401 A. Hal ini dikarenakan ketiga komponen tersebut tidak menyebabkan shut down jika terjadi kegagalan sehingga jika dilakukan maintenance pada kondisi produksi normal tidak diperlukan shut down sub sistem.

52 Kesimpulan Analisis sensitivitas : Variabel a: Kesimpulan dan Saran Semakin kecil, interval waktu perawatan semakin panjang, biaya perawatan semakin mahal. Dan sebaliknya. Veriabel b: Semakin kecil, interval waktu perawatan semakin panjang, biaya perawatan semakin murah. Dan sebaliknya. Additional replacement cost (Cost r ): Cost r =0 interval waktu perawatan 2021,085 hari pada saat keandalan 0,38. Cost r lainnya Semakin kecil, maka biaya perawatan semakin kecil. Dan sebaliknya. Unavailability yang dikehendaki (U tive ): Semakin besar, interval waktu perawatan menjadi semakin panjang, dan sebaliknya.

53 Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Perhitungan persediaan spare part hanya dilakukan untuk komponen yang membutuhkan penggantian komponen dan penggunaannya didasarkan pada interval waktu perawatan. Waktu pemesanan ini dapat ditentukan dari periode pada saat komponen diperlukan untuk digunakan dikurangi dengan lead time.

54 Saran Kesimpulan dan Saran Dengan menggunakan hasil penelitian tentang kebijakan perawatan untuk setiap sub sistem, dapat dilakukan penelitian mengenai simulasi untuk mengetahui keandalan pabrik secara keseluruhan jika kebijakan baru ini diterapkan. Penentuan kebijakan persediaan spare part untuk sub sistem dilakukan dengan mempertimbangkan keterlambatan pengiriman spare part. Pengembangan obyek penelitian dalam penentuan kebijakan persediaan sparepart, yaitu dilakukan untuk keseluruhan pabrik dan mengelompokkan jenis komponen yang sama sehingga dalam pemesanan dapat meng-cover kebutuhan untuk satu pabrik.

55 DAFTAR PUSTAKA

56 Daftar Pustaka 1. Al-Najjar, B. (2007). The lack of maintenance and not maintenance which cost: A model to describe and quantify the impact of vibration-based maintenance on company's business. International Journal of production economics, Ariesawati, D. (2005). Perancangan Sistem Manajemen Perawatan dan Persediaan Suku Cadang yang Optimal dengan Pendekatan RCM II dan RCS (Studi kasus di PT Philips Indonesia). Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Teknik Industri ITS. 3. Bloom, N. (2005). Reliability Centered Maintenance (RCM): Implementation Made Simple. McGraw Hill. 4. Corder, G. (1980). Maintenance: Techniques and Outlook. British Council. 5. Ebeling, C. (1997). An Introduction to Reliability and Maintainability Engineering. McGraw Hill. 6. Hazmin, I. (2005). Penentuan Kebijakan Perawatan dengan Pendekatan RCM II dan Single Minutes Exchange og Die (SMED) (Studi kasus pada mesin Dosing Aparatus di PT Phillips Indonesia). Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Teknik Industri ITS. 7. Huiskonen, J. (2001). Maintenance spare part logistics: Special characteristics and strategic choices. International journal of production economic,

57 Daftar Pustaka 8. Jaarsveld, W. v., & Dekker, R. (2011). Spare part stock control for redundant system using reliability centered maintenance data. Reliability Engineering and System Safety, Mayangsari, D. N. (2011). Perancangan Proposed Maintenance Task Menggunakan Metode Reliability Centered Maintenance II (Studi Kasus: Sub System Waste Water Treatment di Pabrik Urea Kaltim-3). Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Teknik Industri ITS. 10. Moubray, J. (1997). Reliability Centered Maintenance (RCM) II (2nd ed.). New York: Industrial Press. 11. O'Connor, P. D. (1995). Practical Reliability Engineering. New York: John Wiley & Sons Ltd. 12. Pham, H., & Wang, H. (1996). Imperfect maintenance. European Journal of Operatinal Research, Priyanta, D. (2000). Keandalan dan Perawatan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 14. Pujawan, I. N. (2005). Supply Chain Management. Surabaya: Guna Widya. 15. Sarwoko, B. (2005). 1. Perencanaan Pemeliharaan Aset Vital dengan Pendekatan Reliability Centered Maintenance II dan Asset Performance Tool (Stusi Kasus di PT Paiton Energy- Indonesia). Surabaya: Tesis Jurusan Teknik Industri ITS.

58 Daftar Pustaka 16. Selvik, J., & Aven, T. (2011). A framework of reliability and risk centered maintenance. Reliability Engineering and Safety, Silver, E. A., Pyke, D. F., & Peterson, R. (1998). Inventory Management and Production Planning and Scheduling. New York: John Wiley & Sons, Inc. 18. Zhao, Y. (2003). On preventive maintenance policyof a critical reliability levelfor system subject to degradation. Reliability Engineering & System Safety, Zhou, X., Xi, L., & Lee, J. (2004). Reliability-centered predictive maintenance scheduling for a continuously monitored system subject to degradation. Reliability Engineering and System Safety,