Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Definisi FMEA digunakan sebagai teknik evaluasi tingkat kehandalan untuk menentukan efek dari kegagalan sistem dan peralatan. Kegagalan digolongkan berdasarkan dampaknya pada kesuksesan suatau misi dan keselamatan anggota atau peralatan. Konsep FMEA ini berubah ketika diterapkan pada kondisi manufaktur modern yang memproduksi produk-produk konsumsi. Pada produsen dari produk-produk konsumsi tersebut kemudian menetapkan beberapa prioritas baru termasuk kepuasan dan keselamatan konsumen (Haviland, 1998). Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Definisi Failure Modes and Effect Analysis (FMEA) adalah sebuah tool yang digunakan untuk memeriksa kegagalan produk atau proses yang potensial, mengevaluasi prioritas resiko, dan membantu menentukan tindakan yang sesuai untuk menghindari masalah yang telah teridentifikasi. Dengan format spreadsheet, tabel FMEA memungkinkan analisa dapat dilakukan dengan mudah.

Definisi Secara umum, Failure Mode & Effect Analysis (FMEA) didefinisikan sebagai sebuah teknik yang mengidentifikasi tiga hal (Haviland, 1998) yaitu: Penyebab kegagalan yang potensial dari proses atau produk selama siklus hidupnya. Efek dari kegagalan tersebut. Tingkat kekritisan efek kegagalan ter-hadap fungsi proses atau produk. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Definisi – FMEA Identifikasi bagaimana system, desain, atau proses dapat gagal lalu susun rencana untuk mencegah kegagalan tersebut. FMEA dalam konteks six sigma adalah sebagai suatu pendekatan untuk : Identifikasi mengapa system, design, dan proses dapat gagal dalam memenuhi permintaan customer Estimasi resiko penyebab yang mengakibatkan terjadinya kegagalan Evaluasi rencana kontrol untuk mencegah terjadinya kegagalan Prioritaskan tindakan yang harus diambil untuk memperbaikinya

Tujuan & Keuntungan FMEA Meningkatkan kualitas, kehandalan dan keamanan produk Membantu meningkatkan kepuasan customer (internal dan eksternal) Mengurangi waktu dan biaya pengembangan produk Mendokumentasi dan melacak tindakan yang diambil untuk mengurangi resiko Tipe FMEA System FMEA : digunakan untuk menganalisa sistem dan subsistem pada tahap konsep dan desain awal. Fokus pada potential failure modes yang berhubungan dengan fungsi sistem, atau subsistem Design FMEA : digunakan untuk menganalisa produk sebelum diproduksi. Suatu FMEA untuk desain fokus pada potential failure modes yang disebabkan oleh kekurangan (deficiencies) dalam desain Process FMEA : digunakan untuk menganalisa proses produksi, perakitan dan kegiatan transaksi. Suatu FMEA untuk proses fokus pada potentiall failure modes yang disebabkan oleh proses deficiency(ies).

Terminology FMEA Contoh: desain pintu mobil Failure Modes -Physical description of a failure :suara bising pada bagian pertemuan antara daun pintu dan atap mobil. Cause - Refers to cause of the failure: karet seal yang tidak memadai Effect (dampak) - Impact of failure on : people, machine, method, material, or evironment : pada orang/penumpang: ketidaknyamanan Failure Mode dapat juga disebut cacat (defect), sedangkan Effect adalah pengaruh yang diberikan pada customer.

FMEA sebagai tool dalam menganalisis kehandalan (reliability) dan penyebab kegagalan FMEA merupakan tool dalam menganalisis kehandalan (reliability) dan penyebab kegagalan untuk mencapai persyaratan kehandalan dan keamanan produk dengan memberikan informasi dasar mengenai prediksi kehandalan, desain produk, dan desain proses. Dalam FMEA terdapat beberapa hal yang berpengaruh antara lain: Rating keparahan (severity) Rating kejadian (occurrence) Rating deteksi (detection) Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Rating keparahan (severity) Rating keparahan (severity) adalah rating yang berhubungan dengan tingkat keparahan efek yang ditimbulkan oleh mode kegagalan. Efek dirating pada skala satu sampai sepuluh, dengan sepuluh sebagai tingkat yang paling parah. Sumber fundamental dari kegagalan menyangkut berbagai aspek dari desain, pemilihan material, kekurangan atau kelemahan material, fabrikasi dan pemrosesan, pengerjaan ulang, perakit-an, inspeksi, uji coba atau testing, pengendalian kualitas (quality control), penyimpanan dan pengiriman, kondisi kerja, pemeliharaan dan penyimpanan yang tidak diduga akibat kelebihan beban atau kerusakan mekanis atau kimia dalam kerja. Terkadang pula, lebih dari satu sumber tersebut memberikan kontribusi terhadap terjadinya kegagalan (Ford Motor Company, 1992). Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Rating kejadian (occurrence) Rating kejadian (occurrence) adalah rating yang berhubungan dengan estimasi jumlah kegagalan kumulatif yang muncul akibat suatu penyebab tertentu pada elemen dengan jumlah yang ditentukan yang diproduksi dengan metode pengendalian yang digunakan saat ini. Rating kejadian ini diestimasikan dengan jumlah kegagalan kumulatif yang muncul pada setiap 1000 komponen atau CNF (Cumulative Number of Failure) /1000. CNF/1000 dapat diestimasikan dari sejarah tingkat kegagalan proses manufaktur dan perakitan pada komponen yang mirip atau yang dapat mewakili jika estimasi dari kegagalan dari komponen yang dimaksud tidak dapat ditentukan. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Rating deteksi (detection) Rating deteksi (detection) tergantung pada metode pengendalian yang digunakan saat ini. Rating deteksi adalah ukuran kemampuan metode pengenda- lian tipe (2) untuk mendeteksi penyebab atau mekanisme kegagalan atau kemampuan metode pengendalian tipe (3) untuk mendeteksi mode kegagalan. Satu nilai deteksi diberikan pada sistem pengendalian yang digunakan saat ini yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi penyebab atau mode kegagalan. Metode pengendalian dapat dikelompokkan dan dipandang sebagai sebuah sistem jika beroperasi secara independen. Fault Tree Analysis merupakan metodologi analisis yang menggunakan model grafis untuk menunjukkan analisis proses secara visual. FTA memungkinkan untuk mengidentifikasi kejadian gagal berdasarkan penilaian probabilitas kegagalan (Dewi, 2005). RPN =Risk Priority Numbers RPN = Severity X Occurance X Detection RPN terbesar harus dijadikan target dalam perbaikan Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Tabel Severity Rating INJURY RISK ASSESMENT OF CM BED USE FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS FOR SYSTEM AND DESIGN OF THE BED by Susanto PT Mak Yogyakarta

Tabel Occurance Rating INJURY RISK ASSESMENT OF CM BED USE FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS FOR SYSTEM AND DESIGN OF THE BED by Susanto PT Mak Yogyakarta

Tabel Detection Rating INJURY RISK ASSESMENT OF CM BED USE FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS FOR SYSTEM AND DESIGN OF THE BED by Susanto PT Mak Yogyakarta

ANALYZE : FMEA Value of FMEA

History Failure Mode and Effect Analysis Market pressure, kompetisi, legal requirements, customer requirements, public liability Ketidakpastian Uncertainty  Risk Risk harus dapat di ukur, dikontrol, dan di reduksi/minimize Risk analysis Prinsip dasar di dalam manajemen resiko: Prevention of Problems, not solution of problems Dalam FMEA: Failure prevention, not failure detection Asal FMEA : dari reliability engineering (bagian dari maintenance)

FMEA Road map

Procedure Failure Mode and Effect Analysis Buat tabel keterangan nilai-nilai yang ditentukan. Untuk kolom Frequency of Occurrence, Degree of Severity, dan Chance of Detection buatlah sebuah tabel konsensus dari nilai-nilai relatif untuk mengasumsikan frekuensi muncul (occurrence), severity (seberapa besar pengaruh efek kegagalan yang terjadi), dan kemungkinan masalah tersebut terdeteksi dan diatasi sekarang ini (detection). Isikan nilai yang sesuai untuk kolom-kolom di atas berdasarkan tabel yang dibuat Hitung risk factor (faktor resiko) untuk tiap-tiap penyebab kegagalan. Untuk tiap penyebab kegagalan, faktor resikonya adalah hasil kali angka-angka pada kolom pada kolom Occurrence, Degree of Severity, dan Chance of Detection Identifikasi failure modes yang kritis (memiliki nilai faktor resiko yang besar)

Procedure Failure Mode and Effect Analysis Buat kolom-kolom dalam sebuah spreadsheet. Beri nama masing-masing kolom tersebut sebagai berikut : Modes of Failure, Cause of Failure, Effect of Failure, Frequency of Occurrence, Degree of Severity, Chance of Detection, Risk Priority Number (RPN), dan Rank Identifikasi semua modes of failure (modus kegagalan) yang mungkin, dapat dilakukan dengan brainstorming atau hasil dokumentasi dari diagram CFME Identifikasi semua penyebab kegagalan yang mungkin untuk setiap modus kegagalan (modes of failure) di atas Tentukan efek dari tiap kegagalan tersebut. Identifikasi akibat potensial dari kegagalan terhadap pelanggan, produk, dan proses

DEFINE : Problem Statement

ANALYZE : Fishbone Diagram

ANALYZE : CFME Diagram Cause Failure Mode Effect

ANALYZE : FMEA Failure Mode and Effect Analysis

ANALYZE : FMEA Dari tabel Failure Modes and Effect Analysis (FMEA) dihasilkan beberapa modus kegagalan yang memiliki nilai resiko tertinggi :   Rank 1, RPN 294 Pendinginan pada cetakan/mold yang kurang sempurna, akan membuat aliran material terhambat ataupun udara akan terjebak (air trap) sehingga produk cacat akan mungkin sekali terjadi. Kapasitas produksi yang tinggi membuat sulitnya proses perawatan ideal. Rank 2, RPN 288 Setting mesin menjadi faktor yang tidak kalah pentingnya. Setting mesin ini menjadi sulit dilakukan karena ada tiga jenis merk mesin di perusahaan yang masing-masing mempunyai karakteristik yang berbeda. Selain itu faktor eksternal seperti suhu pada mold, suhu pada chiller dan material yang dipakai mempengaruhi unsur-unsur dalam setting mesin tadi.  Rank 3, RPN RPN 252 Komposisi material yang tidak sesuai adalah salah satu penyebab cacat silver dan short shoot. Material yang terlalu panas dan komposisi material recycle yang terlalu banyak dicampur dengan material dasar membuat aliran material menjadi terhambat.  

IMPROVE : Action Planning For Failure Modes

IMPROVE : Action Planning For Failure Modes

CONTROL : Solusi dan Tanggung Jawab Implementasi

Penggunaan FMEA dalam estimasi Cost Of Poor Quality (COPQ) Langkah 1: Identifikasi penyebab potensial terjadinya failure menggunakan input dari input-output diagram dan pindahkan ke dalam FMEA worksheet. Gunakan cause-and-effect matrix, untuk meyakinkan bahwa semua jenis failure masuk dalam COPQ analysis. Masukkan hanya input /faktor terkontrol, ini penting karena biaya untuk faktor tak terkontrol tidak dapat dikalkulasi dengan pasti. Langkah 2: Setelah memasukkan input, lakukan review dengan tim untuk memastikan semua potensi failure sudah diidentifikasi. Masukkan setiap kemungkinan failure yang dapat terjadi. Jika terdapat resiko failure, tim harus mengidentifikasinya dan memasukkan potential cost of failure ke dalam perhitungan COPQ. Langkah 3: Lakukan perhitungan prioritas resiko untuk semua potensial failure dengan menggunakan FMEA. Hitung nilai Risk Priority Number dengan mempertimbangkan nilai severity, occurrence and detection. Risk Priority Number = Severity x Occurrence x Detection Severity = ranking tingkat keparahan dari efek modus kegagalan bagi pelanggan Occurrence = ranking tejadinya penyebab modus kegagalan pada saat pemakaian produk Detection = ranking deteksi sistem pengendalia yang ada saat ini mampu mendeteksi terjadinya modus kegagalan dan mencegahnya sampai ke tangan pelanggan Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Penggunaan FMEA dalam estimasi Cost Of Poor Quality (COPQ) (Lanjutan) Langkah 4: Gunakan masukan tim dan semua alat estimasi yang tersedia ,hitung average cost to resolve (ACR) untuk tiap penyebab potensial terjadinya kegagalan . ACR dihitung sebagi perkalian antara estimasi waktu penyelesaian problem (estimated effort hours to resolve =EHR) dan rata-rata biaya penyelesaian per jam ( average cost per effort hour = ACH).Estimasi disini menggunakan tingkat kepercayaan 90%-95%. ACRi = EHRi x ACHi Dimana : ACRi = rata-rata biaya untuk menyelesaiakan masalah i EHRi = waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah I ACHi = rata-rata biaya per jam untuk menyelesaikan masalah I i = 1 sampai n (n total jumlah kegagalan/kerusakan ) Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Penggunaan FMEA dalam estimasi Cost Of Poor Quality (COPQ) (Lanjutan) Langkah 5: Hitung rata-rata biaya yang dibutuhkan untuk menyelesaikan problem yang bersifat random, gunakan rata-rata berbobot ( weighted average) dari waktu untuk menyelesaikan problem. Pembobotan menggunakan risk priority dari tiap kegagalan. Weighted Average Cost to Resolve (WACR) = [Sum of (RPNi x ACRi) / Sum of (RPNi)] Step 6: Hitung COPQ dari proyek dengan mengalikan WACR dengan target pengurangan kejadian selama proyek COPQ = WACR x Reduction in Events Due to the Project Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Contoh Kasus Penerapan : IMPLEMENTASI LEAN SIX SIGMA BERDASARKAN NILAI COPQ MENGGUNAKAN PENDEKATAN FMEA PADA BANK ‘X’ Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Define Proyek ini dilakukan bagi perbaikan proses pelayanan di sebuah bank, bertujuan untuk mengurangi waktu antrian nasabah dengan melakukan perbaikan pada kecepatan pelayanan serta faktor-faktor yang bisa mengurangi antrian. Input dari proses pelayanan ni adalah : Skill karyawan, Sistem computer Prosedur transaksi, dan Form transaksi. Out put yang dihasilkan : Waktu pelayanan nasabah (5± 2 menit), Nilai transaksi per bulan Rp. 250 juta ± 10 juta, dan kepuasan pelanggan skala 8-10. Proses pelayanan nasabah seperti gambar 3. Berdasarkan value stream mapping diketahui dari seluruh kegiatan 55% merupakan Value added activity, 20% merupakan necessary but non added activity dan 25% merupakan non added activity, Adanya non added activity mengakbatkan kinerja bank kurang efektif dan efisien. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Measure (langkah 1) Dari peta proses teridentifikais waste terbesar pada kegiatan ini adalah menunggu akibat pengerjaan ulang. Dari input output process, teridentifikasi penyebab waste: Skill karyawan , Sistem computer dan prosedur transaksi dan form transaksi.Selanjutnya dituangkan dalam FMEA worksheet . Langkah-langkahnya sebagai berikut : Langkah 1 Tim menggunakan diagram input output untuk mengidentifikasi semua penyebab potensial terjadinya kegagalan. Teridentifikasi terdapat empat penyebab dan di impor ke dalam alat FMEA. Keempat penyebab tersebut adalah Skill Karyawan, Sistem Komputer, Prosedur Transaksi, dan Form Transaksi Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Measure (langkah 1) Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012 Tunggu ya tdk Mulai Masuk ke bank Mengambil & Mengisi FormTransaksi Form Benar? Antri ? Periksa Print Data Serahkan Ke Nasabah Input Data Ke Sistem Komputer NASABAH TELLER Menyerahkan Form Transaksi Ke Teller Perbaiki Selesai Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Measure (langkah 2 & 3) Langkah 2 Selanjutnya tim mengadakan pertemuan untuk melakukan brainstroming dan mengidentifikasi penyebab yang lain. Dari brainstroming yang dilakukan teridentifikasi satu penyebab lagi yaitu : ATM Rusak sehingga total terdapat 5 penyebab.   Langkah 3 Dilakukan perhitungan Risk Priority Numbers (RPN)untuk ke lima penyebab kegagalan dengan menggunakan FMEA tools. No. Penyebab Potensial Severity Occurence Detection RPN 1 Skill Karyawan 7 5 0,20 7,0 2 Sistem Komputer 0,5 12,5 3 Prosedur Transaksi 6 9 0,8 43,2 4 Form Transaksi 8 57,6 ATM Rusak 0,3 6,0 Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Measure (langkah 4) Langkah 4 Kemudian tim mereview tiap penyebab kegagalan dan menghitung biaya rata-rata untuk menangani kegagalan yang disebabkan faktor tersebut. Disini dibutuhkan estimasi waktu penyelesaian masalah dan biaya rata-rata per unit waktu. No. Penyebab Potensial RPN Effort Hours to Resolve (Hours) Average Cost Per Hour (Rp.000) Average Cost to Resolve (Rp.000) RPN x ACR (000) 1 Skill Karyawan 7,0 50 350 2 Sistem Komputer 12,5 4 100 400 5000 3 Prosedur Transaksi 43,2 2160 Form Transaksi 57,6 2880 5 Cuaca 6,0 16 1600 9600 Jumlah 126,3 19990 Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Measure (langkah 5 & 6) Langkah 5 Gunakan perkiraan biaya rata-rata perkejadian untuk menghitung estimasi bobot rata-rata tertimbang untuk menyelesaian masalah (WACR ). Weighted Average Cost to Resolve (WACR) = (RPN x ACR) / RPN = Rp. 19.990.000 /126,3 = Rp. 158.274 Langkah 6 Akhirnya , COPQ diestimasi dengan mengalikan biaya penyelesaian kegagalan dengan dengan potensi terjadinya kegagalan per tahun COPQ (annualized)= [Sum of (RPNi x ACRi) / Sum of (RPNi)] x Annual Reduction in Events Estimasi terjadinya kegagalan ini adalah 400 kejadian per bulan = 4800 kejadian per tahun COPQ dalam 1 tahun= Rp. 158.274 x 4800 = Rp. 759.714.964   Jadi pada kondisi terdapat 400 kegagalan perbulan (4800per tahun), COPQ yang terjadi sebesar Rp. 759.714.964. Jika dibandingkan dengan nilai transaksi pertahun = Rp. 250juta x 12 = Rp.3000juta, maka COPQ ini mencapai 25,32%. Berdasar tabel 2, maka nilai tersebut menunjukkan level sigma 3 Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Analyze Untuk memperbaiki layanan, terdapat 4 alternatif tindakan perbaikan yang dipertimbangkan, yaitu : melakukan pelatihan untuk meningkatkan skill kayawan, mengubah sistem komputerisasi, memperbaiki prosedur transaksi dan memperbaiki form transaksi. Dari FMEA Work sheet terlihat Form transaksi memiliki nilai RPN tertnggi, maka ini merupakan alternative improvement yang memiliki prioritas tertinggi untuk dilaksanakan. Pihak manajemen Bank menargetkan pada tahun ini mampu mengurangi terjadinya keterlambatan pelayanan dari 400kasus.menjadi 200 kasus. Untuk itu akan dianalisa nilai COPQ serta nilai Sigma pada kondisi tersebut. Dari hasil perhitungan diperoleh Nilai COPQ Rp. 379.857.482, atau 12,66 % dari nilai penjualan pertahun, sehingga mampu mencapai nilai sigma 4. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Improve Perbaikan dilakukan sesuai dengan alternative improvement yang memiliki nilai RPN terbesar, yaitu perbaikan form transasi. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Control Jika implementasi telah dilakukan, maka perlu ada tindakan penendalian yang menjamin pelaksanaan improve sesuai dengan yang telah ditentukan. Selain itu juga dilakukan perhitungan nilai COPQ dan nilai sigma untuk mengetahui apakan perbaikan yang dilakukan telah mampu memperbaiki kulitas proses.Proses perhitungan menggunakan pendekatan FMEA. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

Kesimpulan contoh kasus Kombinasi pendekatan Lean Thinking dan six sigma akan menghasilkan proses yang berkualitas dalam waktu yang cepat dan biaya yang murah, karena keduanya saling bersinergi. Six Sigma menghasilkan produk yang berkualitas sehingga akan memacu terjadinya Lean Speed karena minimasi waktu pengerjaan ulang. Demikian juga sebaliknya Lean speed akan membantu six sigma menghasilkan produk berkualitas karena dipacu oleh proses eksperimen dan proses pembelajaran yang dilakukan dengan cepat. Keberhasilan implementasi six sigma dapat dilihat dari besarnya biaya akibat dihasilkannya produk yang berkualitas buruk (COPQ). Makin rendah nilai COPQ menunjukkan proses memerlukan biaya penanganan failure yang relatif kecil. Ini berarti proses mampu menghasilkan produk dengan kualitas yang baik , dan pencapaian level sigma oleh proses yang lebih tinggi. Jika tim proyek six sigma akan menghitung COPQ pada tahap measure, pendekaan FMEA akan sangat membantu karena pendekatan ini secara objektif mengestimasikan COPQ saat tidak ada data masalalu dan sistem pengukuran yang tersedia. FMEA merupakan pendekatan yang terstruktur, sehingga perhitungan ini relatif mudah untuk dilakukan. Akurasi dan kemampuan mengetahui keterkaitan (dependensi) dari tiap kejadian dan tingkat keparahannya (severity) akan menghasilkan estimasi COPQ yang mendekati nilai actualnya. Endang Suhendar,MT Teknik Industri UNINDRA 2012

This is the end of the PRESENTATION Failure Modes and Effects Analysis